SKANSSIN HULEVESISUUNNITELMA
TURUN KAUPUNKI SKANSSIN HULEVESISUUNNITELMA LOPPURAPORTTI FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY 13.4.2015 P25782 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 1 (38) 13.4.2015 Sisällysluettelo 1 2 3 4 5 6 JOHDANTO ...................................................................................................................... 3 1.1 Suunnitelman lähtökohdat ja tavoitteet ...................................................................... 3 1.2 Projektin organisaatio .............................................................................................. 3 1.3 Käsitteitä ................................................................................................................ 3 SUUNNITTELUALUE JA SEN NYKYTILANNE........................................................................... 4 2.1 Yleiskuvaus ja ympäristö .......................................................................................... 4 2.2 Maaperä, topografia ja maankäyttö ............................................................................ 5 2.3 Valuma-alueet ja -reitit ............................................................................................ 6 2.4 Jaaninoja ................................................................................................................ 6 2.5 Maastokäynti........................................................................................................... 7 2.6 Nykyinen kunnallistekniikka ...................................................................................... 8 SUUNNITELLUN MAANKÄYTÖN HYDROLOGISET VAIKUTUKSET .............................................. 9 3.1 Maankäytön muutos ................................................................................................. 9 3.2 Vaikutukset alueen kosteustasapainoon ja luontoarvoihin ............................................. 9 3.3 Vaikutukset hulevesien määrään ............................................................................. 10 3.4 Vaikutukset hulevesien laatuun ............................................................................... 11 3.5 Hulevesien hallinnan tarve ja tavoitteet .................................................................... 11 HULEVESIEN HALLINTATOIMENPITEIDEN SUUNNITTELU ..................................................... 12 4.1 Hulevesien hallinnan periaatteet .............................................................................. 12 4.2 Korttelikohtainen hallinta ........................................................................................ 13 4.2.1 Hulevesien muodostumisen vähentäminen ..................................................... 13 4.2.2 Kattovesien hallinta ..................................................................................... 15 4.3 Katu- ja pysäköintialueiden hulevesien käsittely ........................................................ 16 4.4 Keskitetty hulevesien hallinta yleisillä alueilla ............................................................ 16 4.5 Hulevesien johtaminen ........................................................................................... 17 4.6 Tulvareitit ja tulvavesien hallinta ............................................................................. 18 HULEVESIMALLINNUS ..................................................................................................... 19 5.1 Hulevesimallin kuvaus ............................................................................................ 19 5.2 Rankkasadetiedot .................................................................................................. 19 5.3 Mallinnustulokset ................................................................................................... 20 5.3.1 Suunnittelualueen purkuvirtaamat................................................................. 20 5.3.2 1200B välityskapasiteetti ............................................................................. 20 HULEVESIEN HALLINTAJÄRJESTELMIEN TOIMINTA JA MITOITUS ......................................... 22 6.1 Korttelikohtaiset viivytysjärjestelmät ........................................................................ 22 6.1.1 Viivytysvaatimus ......................................................................................... 22 6.1.2 Tyhjentymisaika ......................................................................................... 22 6.1.3 Yleisien alueiden hulevesijärjestelmät ............................................................ 23 6.1.4 Yhteenveto ................................................................................................. 23 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 2 (38) 13.4.2015 6.2 Periaatteet kaavamääräysten laadintaan ja suositeltavat kaavamääräykset .................. 24 7 HULEVESIJÄRJESTELMIEN MAISEMOINTI .......................................................................... 25 8 RAKENTAMISEN AIKAISIEN HULEVESIEN HALLINTA ........................................................... 28 9 8.1 Suodatus .............................................................................................................. 28 8.2 Eroosiosuojaus ...................................................................................................... 30 8.3 Viivytys/laskeutus .................................................................................................. 31 8.4 Suunnittelualueen rakentamisen aikaisten hulevesien hallintasuunnitelma ja suositeltavat purkupisteet ......................................................................................................... 32 HULEVESIJÄRJESTELMIEN HUOLTO JA KUNNOSSAPITO ...................................................... 32 10 HULEVESIEN HALLINTAJÄRJESTELMIEN RAKENTAMISEN VAIHEISTUS .................................. 32 11 KUSTANNUSARVIO ......................................................................................................... 33 12 LUMEN VARASTOINTI JA SULAMISVESIEN HALLINTA .......................................................... 33 12.1 Talviaikaiset hulevedet ........................................................................................... 33 12.2 Lumen lähisiirtopaikkojen suunnittelu ....................................................................... 34 12.3 Suositukset suunnittelualueelle ............................................................................... 34 12.4 Lähisiirtopaikkojen mitoitus..................................................................................... 35 13 YHTEENVETO ................................................................................................................. 35 13.1 Lähtökohdat .......................................................................................................... 35 13.2 Maankäytön aiheuttamat muutokset ........................................................................ 35 13.3 Suunnittelut hallintatoimenpiteet ............................................................................. 36 13.4 Rakentamisen aikaisien hulevesien hallinta ............................................................... 36 13.5 Lumen varastointi ja sulamisvesien hallinta ............................................................... 36 14 SUOSITUKSET JATKOSUUNNITTELUUN ............................................................................. 37 14.1 Jaaninoja .............................................................................................................. 37 14.2 Alueellisten tulvatasanteiden geometria .................................................................... 37 14.3 Hulevesien hallintajärjestelmien toteutussuunnittelu .................................................. 37 LIITE 1 VHT-P25782-201 Valuma-aluekartta 1:5000 (A2) 13.4.2015 LIITE 2 VHT- P25782-202 1:1500 (A1) 13.4.2015 LIITE 3 VHT- P25782-203 1:1500 (A1) 13.4.2015 LIITE 4 VHT- P25782-204 Hulevesien hallinnan yleissuunnitelma Rakentamisen aikaisten hulevesien hallintasuunnitelma Esitys lumen lähisiirtopaikoista 1:1500 (A1) 13.4.2015 Kansikuva: MML, Avoin ainesto. 2015. Ortoilmakuva FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 3 (38) 13.4.2015 1 JOHDANTO 1.1 Suunnitelman lähtökohdat ja tavoitteet Työssä on laadittu Turun Skanssin alueelle hulevesisuunnitelma maankäytön yleissuunnitelman pohjalta. Työn tavoitteena on ollut tarkastella muuttuvan maankäytön vaikutuksia hulevesien muodostumiseen. Työssä arvioidaan hulevesien hallinnan tarvetta ja esitetään kokonaisvaltaiset hallintaratkaisut ja niiden mitoitus sekä kustannusarviot. Lisäksi työssä on esitetty suunnitelmat rakentamisen aikaiseen hulevesien hallintaan ja annettu suositukset hulevesien hallinnan kaavamerkinnöiksi. Skanssin hulevesien hallinnan tavoitteena on toteuttaa ’Hulevesien hallinta osaksi kaupunkimiljöötä (hulevesi ja pohjavesi)’ –teemaa. Tavoitteena on hallita hulevesiä monipuolisilla ratkaisuilla ja hyödyntää hulevesiä osana virkistysalueita. Turun ja sen naapurikuntien Alueellisessa hulevesisuunnitelmassa1 on esitetty hulevesien hallintaan liittyviä toimenpide-ehdotuksia Jaaninojan valuma-alueelle yleiskaavatasolla. Toimenpide-ehdotukset on huomioitu tässä työssä, jonka lisäksi työssä tarkennetaan suunnitelmassa esitettyjä Skanssin aluetta koskevia toimenpidesuunnitelmia. Tämän työn suunnittelualue käsittää Skanssin yleissuunnitelma-alueen2, jonka lisäksi lähiympäristöstä muodostuvat hulevedet on huomioitu tarvittavilta osin laajemmaltakin alueelta. 1.2 Projektin organisaatio Hulevesiselvitys on tehty konsulttityönä FCG Suunnittelu ja tekniikka Oy:ssä, jossa työn projektipäällikkönä on toiminut dipl.ins. Eeva-Riikka Bossmann ja pääsuunnittelijana dipl.ins. Eric Wehner. Hulevesien luonnonmukaisen käsittelyn asiantuntijana on toiminut dipl.ins. Pekka Raukola ja maisemasuunnittelijana maisema-arkkitehti MARK Eeva Eitsi. Työn tilaaja on Turun kaupunki, jossa yhteyshenkilönä on toiminut Anna Räisänen. Lisäksi tilaajan ohjausryhmään ovat kuuluneet: Oscu Uurasmaa Anja Latvala Jani Tulkki Anna-Kaisa Kaukola Johanna Salmela Jukka Mäenpää Seija Sorje Hillevi Ahlroth Tuuli Vesanto 1.3 Käsitteitä Valunnalla (mm) tarkoitetaan sitä osaa sadannasta, joka virtaa vesistöä kohti maan pinnalla, maaperässä tai kallioperässä. Tietyn ajanjakson pienintä valuntaa kutsutaan alivalunnaksi. Tietyn ajanjakson suurin valunta on puolestaan ylivalunta. Hulevesillä tarkoitetaan rakennetuilta alueilla muodostuvaa, sade- tai sulamisvesien aiheuttamaa pintavaluntaa. Luonnontilaisia alueita rakennettaessa veden normaali kiertokulku häiriintyy johtuen luontaisen kasvillisuuden sekä vettä pidättävän maan pintakerroksen poistamisesta, 1 2 Ilkka-hanke. 2014. Alueellinen hulevesisuunnitelma. Turku, Kaarina, Lieto, Raisio ja Rusko Skanssi. Maankäytön yleissuunnitelma. 19.5.2014. Ympäristötoimiala, kaupunkisuunnittelu OU FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 4 (38) 13.4.2015 painanteiden tasaamisesta ja heikosti vettä läpäisevien pintojen rakentamisesta. Veden haihdunta- ja imeytymismahdollisuuksien heikentyessä pintavalunta lisääntyy. Tasaiset pinnat ja tehokas kuivatus puolestaan lisäävät virtausnopeutta. Lisääntynyt ja nopeutunut pintavalunta huuhtoo valumapinnoilta mukaansa enemmän erilaisia epäpuhtauksia, kuten kiintoainesta, ravinteita sekä bakteereita. Hulevedet ja muu pintavalunta on perinteisesti koottu ojilla ja hulevesiviemäreillä ja johdettu pois rakennetuilta alueilta mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti kosteuden aiheuttamien haittojen ehkäisemiseksi. Tästä voi seurata useita ongelmia, kuten vesistöihin kohdistuvan epäpuhtauskuormituksen kasvua, eroosiota purku-uomissa, pohjavedenpinnan alenemista sekä kasvien ja eläinten elinolojen huononemista 3. Sadannan toistuvuudella tarkoitetaan tietyn sadetapahtuman keskimääräistä toistumisaikaa ja se ilmoitetaan yleensä muodossa 1/Xa. Suomessa esimerkiksi hulevesiviemärit on perinteisesti mitoitettu yleensä keskimäärin kerran kahdessa vuodessa (1/2a) toistuvan rankkasadetapahtuman aiheuttaman virtaaman mukaan. 2 SUUNNITTELUALUE JA SEN NYKYTILANNE 2.1 Yleiskuvaus ja ympäristö Työn suunnittelualue käsittää Itäkaaren eteläpuolella sijaitsevan Skanssin alueen. Alueen pinta-ala on noin 0,9 km2 ja alue koostuu nykytilassa laajasta peltoaukeasta ja sitä reunustavista metsäharjanteista. Suunnittelualueen nykytilannetta on havainnollistettu tämän raportin kansikuvassa. Suunnittelualueen pohjoispuolella sijaitsevat Skanssin ostoskeskus ja sen viereiset asuinkerrostalot. Idässä aluetta rajaa Turun ja Helsingin välinen moottoritie ja lännessä Uudenmaantie. Etelässä suunnittelualue ulottuu hieman kunnan rajan yli Kaarinan kaupungin puolelle. Suunnittelualueen länsipuolella sijaitsee Kaarningon pohjavesialue, joka on veden hankinnan kannalta tärkeä pohjavesialue. Pohjavesiä pumpataan ja johdetaan Jaaninojaan, jotta pohjaveden pinta säilyy riittävän alhaisena eikä aiheuta ongelmia lähiseudun rakennuksille. Pumppaamolla on 4 pumppua, joista 3 on käytössä. Pumppujen kapasiteetit ovat samat ja niistä yksi on kerrallaan käytössä. Jokaisen pumpun tuottama virtaama on noin 50 m3/h. Hetkellisesti vettä saa johtaa Jaaninojaan korkeintaan 2500 m3/d, kuukausikeskiarvo ei kuitenkaan saa ylittää 1300 m3/d. 4 Kuvassa 1 on havainnollistettu Kaarningon pohjavesialueen sijaintia. Kuva 1. Kaarningon pohjavesialue. (MML, OIVA) 3 US EPA. 1999. Preliminary data summary of urban storm water best management practices. EPA-821-R-99-012. Washington D.C. 4 Turun Vesiliikelaitos, Seija Sorje. 18.12.2014 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 5 (38) 13.4.2015 2.2 Maaperä, topografia ja maankäyttö Suunnittelualueen maaperä on vaihtelevaa. Peltoaukea on savea ja liejusavea ja sitä reunustaa hiekkainen harjumuodostuma sekä moottoritien viereiset kalliomäet. Suunnittelualueen yleispiirteistä maaperää on havainnollistettu kuvassa 2. Korkeusasemiltaan suunnittelualue on hyvin tasaista. Aluetta reunustavat harjumuodostumat kohoavat kuitenkin paikoitellen yli +40 mpy (N2000). Kuvassa 3 on havainnollistettu suunnittelualueen nykyistä topografiaa. Kuva 2. Suunnittelualueen maaperä Kuva 3. Suunnittelualueen topografia perustuen kaupungin laserkeilausaineistoon FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 6 (38) 13.4.2015 Tilaajalta saatujen tietojen perusteella suunnittelualueen maaperä on monin paikoin heikosti kantavaa. Hulevesien hallinnan yleissuunnitelmassa on näin ollen pyritty ratkaisuun, jossa nykyisiä maanpinnan korkeusasemia ei tarvitsisi korottaa. 2.3 Valuma-alueet ja -reitit Alue sijaitsee Jaaninojan valuma-alueen latvaosissa, josta hulevedet johdetaan Helsingin valtatien alitse hulevesiviemärissä Jaaninojaan. Myös Skanssin ostoskeskuksen hulevedet ohjataan samaa reittiä Skanssinveräjän kohdalla alkavassa putkessa. Suunnittelualueen valuma-alueita on havainnollistettu kuvassa 4 ja liitteen 1 valuma-aluekartassa. Kuva 4. Suunnittelualueen nykyiset vedenjakajat. 2.4 Jaaninoja Jaaninoja on noin 8 km pitkä Aurajoen sivujoki, joka virtaa Itä-Turun kehittämisalueen halki. Uoma alkaa Varissuon kaupunginosasta johdetuista sadevesiviemäreistä ja siihen on koko matkalta johdettu kymmeniä sadevesiviemäreitä. Jaaninojan valuma-alueen FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 7 (38) 13.4.2015 koko on 14,2 km2.1 Jaaninojan veden laatua ja sen ympäristön tilaa on arvioitu vuonna 2003 osana Elävä Jaaninoja –hanketta.5 Happipitoisuus ja hapenkyllästysaste olivat tutkimuskauden aikana hyviä. Ravinnepitoisuudet olivat korkeita, mutta eivät poikkeuksellisia kaupunkiojalle. Huomattava osa kokonaisfosforista oli sitoutuneena kiintoaineeseen. Kokonaisfosforin suhteen Jaaninojan veden laatu oli vesistöjen laatuluokituksen mukaan välttävää. Hygieeninen laatu vaihteli tutkimuskauden aikana välillä huono ja välttävä.2 Hulevesien on todettu huonontavan Jaaninojan vedenlaatua. Ongelmallisia ovat etenkin rankkojen sadetapahtumien aiheuttamat virtaamapiikit ja niistä johtuva eroosio. Merkittävimmät kuormittajat ovat kupari ja ravinteet. Jaaninojan yhteydessä on havaittu myös useampia rankkasateiden aiheuttamia tulvatilanteita muun muassa Taalintehtaankadulla 2 ja Mustionkadun yhteydessä. Jaaninojaa on kunnostettu Biolaakson ja Pääskyvuoren kohdalla. Kunnostuksen tavoitteena on ollut parantaa taimenen elinympäristöä uoman kiveämisellä ja soraamisella. Jaaninojaan on myös istutettu taimenta sekä jokirapua. 6 2.5 Maastokäynti Suunnittelualueelle tehtiin maastokäynti 14.2.2014. Maastokäynnin yhteydessä avoojassa oli havaittavissa selvää virtausta, Itäkaaren 1200B alituksen kohdalla virtaus oli silmämääräisesti arvioituna noin 200 l/s. Maastokäyntiä edeltävinä kolmena päivänä oli satanut vettä kohtalaisesti. Vesi oli satanut 13.12.2014 lumena, joten kyseisen päivän sadanta ei todennäköisesti vaikuttanut merkittävästi ojan virtaamiin. Näin ollen ojassa havaitut hulevesivirtaamat johtuvat todennäköisesti aikaisempien päivien (11.12 ja 12.12) sateiden pintakerrosvalunnasta. Kuvassa 5 on havainnollistettu Artukaisten sääasemalla mitattuja sadetietoja. Kuva 5. Artukaisten sääasemalla mitattuja tietoja tuntikohtaisesta sadannasta Suunnittelualueen läpi kulkeva avo-oja oli pohjoisessa hyvässä kunnossa ja virtaus estotonta. Etelämpänä virtausnopeus laski johtuen ojan runsaasta vesikasvillisuudesta ja huonossa kunnossa olevista rumpuputkista. Tulevassa tilanteessa nykyinen avo-oja tullaan siirtämään, joten ojan nykyinen välityskapasiteetti ei ole tulevan tilanteen kannalta olennaista tietoa. Itäkaaren alitus on esitetty kuvassa 6. Näkymä suunnittelualuetta halkovasta avo-ojasta etelämpänä on havainnollistettu kuvassa 7. 5 6 Turun kaupunki, Kiinteistölaitos. 2004. Elävä Jaaninoja. Loppuraportti. Tolonen J. 2012. Aurajoen vesistön kalataloudellinen kunnostustarveselvitys. Opinnäytetyö. Turun ammattikorkeakoulu FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 8 (38) 13.4.2015 Kuva 6. Vasen kuva: Itäkaaren alittava 1200B, joka toimii suunnittelualueen ainoana hulevesien purkureittinä. Oikea kuva: Itäkaaren alituksesta noin 50m etelään päin. Nykyisen avo-ojan yhteydessä sijaitsi useampi 600M rumpuputki. Kuvauskohdat on osoitettu turkoosilla nuolilla ylhäällä keskellä sijaitsevassa peruskarttakuvassa. Ylempi nuoli on vasemman kuvan paikka, alempi nuoli on oikean puoleisen kuvan paikka. (Peruskartta: MML, 2015) Kuva 7. Suunnittelualuetta halkova avo-oja etelämpänä. Kuvauskohta on osoitettu punaisella ympyrällä ylhäällä keskellä sijaitsevassa peruskarttakuvassa. (Peruskartta: MML, 2015) 2.6 Nykyinen kunnallistekniikka Skanssin peltoaukean keskellä kulkee etelä-pohjoissuuntainen jätevesiviemäri Nurkkalankadun itäpäästä Skanssinveräjän kohdalle. Jätevesiviemäri on niin sanottua klinkkeriputkea, joka on erittäin haurasta ja altis rikkoutumiselle jos sen läheisyydessä rakennetaan. Tässä työssä ehdotettujen hulevesien hallintarakenteiden suunnittelussa on pyritty siihen, että poistuvan viemärin purkaminen vahingoittaisi mahdollisimman vähän rakennettuja hulevesirakenteita. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 9 (38) 13.4.2015 3 SUUNNITELLUN MAANKÄYTÖN HYDROLOGISET VAIKUTUKSET 3.1 Maankäytön muutos Tulevan maankäytön myötä suunnittelualueelle tullaan alustavien maankäyttösuunnitelmien perusteella rakentamaan uusia asuin- ja työpaikka-alueita. Tuleva rakentaminen sijoittuu merkittäviltä osin suunnittelualueen itäreunaan, mutta myös luoteisosaan (Vallikadun asemakaava-alue) on osoitettu merkittävää uudisrakentamista. Tulevaa maankäyttöä on havainnollistettu kuvassa 8. Kuva 8. Alustava suunnitelma tulevasta maankäytöstä2 3.2 Vaikutukset alueen kosteustasapainoon ja luontoarvoihin Suunnittelualueen rakentaminen aiheuttaa väistämättä muutoksia hulevesien muodostumiseen. Ilman hulevesien hallintatoimenpiteitä muutos näkyy etenkin ylivirtaamien merkittävänä kasvuna, mutta samalla luonnonmukaisten ojien alivirtaamat voivat pienentyä sateettomina jaksoina. Tämä voi johtaa toisaalta ojien hetkittäiseen kuivumiseen ja toisaalta niiden eroosion lisääntymiseen nopeammista virtaamamuutoksista johtuen. Suunnittelualueen pintavaluntareitit tullaan tulevassa tilanteessa rakentamaan merkittäviltä osin kokonaisuudessaan uudestaan. Uusien ojarakenteiden eroosionsuojaukseen tulee näin ollen myös kiinnittää huomiota. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 10 (38) 13.4.2015 Tässä työssä suunniteltavilla hulevesien hallintatoimenpiteillä pyritään jäljittelemään luonnon tarjoamaa hitaampaa vesien purkautumista sekä parantamaan hulevesien laatua ennen Jaaninojan purkuvesistöön johtamista. 3.3 Vaikutukset hulevesien määrään Suunnittelun maankäytön perusteella arvioitiin suunnittelualueen vettä läpäisemättömien pintojen osuutta, jota on kuvattu kaupunkihydrologiassa yleisesti käytetyllä käsitteellä Total Impervious Area (TIA). Siinä vettä läpäisevienkin pintojen ajatellaan olevan osittain läpäisemättömiä eli esimerkiksi läpäiseviltä nurmipinnoilta muodostuu myös jonkin verran välitöntä hulevesivaluntaa. Tämä pätee etenkin rankkasadetilanteissa, joissa läpäisevät pinnat eivät kykene pidättämään tai imemään kaikkea niille satavaa vettä. Suunnittelualueella muodostuvien hulevesien määrää arvioitiin keskimääräisellä valumakertoimella, joka kuvaa hulevesivalunnan osuutta yksittäisen sadetapahtuman sademäärästä. Valumakertoimen maksimiarvo on 1,0. Tarkastelussa oletettiin, että kaikki hulevesivalunta muodostuu edellä kuvatuilta läpäisemättömiltä pinnoilta (TIA). Lisäksi huomioitiin eri pintojen painannesäilynnän aiheuttamat häviöt, jolloin voitiin laskea keskimääräinen rankkasadetapahtuman valumakerroin. Valumakerroin riippuu kuitenkin aina sadetapahtuman ominaisuuksista ja sitä edeltävistä olosuhteista kuten maaperän ja pintojen kosteudesta, joten tulosta ei voi yleistää kaikkiin tapauksiin. Tarkastelu havainnollistaa silti hyvin muodostuvien hulevesien määrän muutosta ja rakentamisen hydrologisia vaikutuksia. Kuvassa 9 on havainnollistettu suunnitellun maankäytön aiheuttamat muutokset suunnittelualueen vettä läpäisemättömien pintojen osalta. Lisäksi on esitetty suunnittelualueen valumakerroin kerran viidessä vuodessa toistuvalla, 60 minuutin pituisella rankkasateella. Kuvaajassa on myös esitetty mahdollisien korttelikohtaisien viivytystoimenpiteiden vaikutukset alueen valumakertoimeen. Korttelikohtaisista hulevesien hallintatoimenpiteistä ja niiden mitoituksesta on kerrottu tarkemmin kappaleessa 4.2. ja 6.1. Korttelikohtaisilla hallintajärjestelmillä pidätetään hulevesiä korttelialueiden sisällä, vaikuttaen laskennallisesti suunnittelualueen lopullisessa purkupisteessä havaittaviin välittömiin hulevesivirtaamiin ja siten suunnittelualueen valumakertoimeen rankkasadetapahtumilla. Vettä läpäisemättömien pintojen osuudet määriteltiin maankäytön yleissuunnitelmassa 2 esitettyjen rakennusalojen perusteella. Arvioinnissa huomioitiin myös yleissuunnitelman mukaiset kadut ja pysäköintialueet. Kuva 9. Suunnittelualueen läpäisemättömyyden (TIA = Total Impervious Area) ja valumakertoimen (20 mm sadetapahtuma, eli esim. 1/5a 60 min) vertailu nyky- ja tuleva tilanteessa (kkv5/10 = korttelikohtainen viivytys 0,5/1,0 m3 / 100m2 TIA) FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 11 (38) 13.4.2015 Kuvan 9 nykytilan valumakerroin on määritelty metsän ja pelto-alueen keskimääräisen painannesäilynnän ja veden läpäisemättömyyden perusteella. Todellisuudessa suunnittelualue ei nykytilassa muodosta tehokkaasti pinta- ja hulevesivaluntaa sadetapahtumien yhteydessä. Valunnan purkuvirtaamien huippuarvot muodostuvatkin todennäköisesti keväisistä lumen sulamisvirtaamista. Kuvan esitys kuitenkin havainnollistaa tulevan maankäytön aiheuttamien muutoksien suuruutta, kun tuleva maankäyttö on rakentunut kokonaan. Tulevassa tilanteessa hulevesien huippuvirtaamat muodostuvat rankkasateiden aikana, jolloin huippuvirtaamat kasvavat laskennallisesti jopa kolme kertaa nykytilannetta suuremmiksi. 3.4 Vaikutukset hulevesien laatuun Rakennetuilta alueilta ja erityisesti päällystetyiltä pinnoilta muodostuvat hulevedet sisältävät ajoittain runsaastikin liikenteen päästöistä, ajoneuvojen ja pintamateriaalien kulumisesta sekä talvikunnossapidosta peräisin olevia epäpuhtauksia, kuten raskasmetalleja. Lisäksi hulevesien laatua heikentävät irtoroskat, kotieläinten jätökset ja hiekoitushiekan aiheuttama mahdollinen kiintoaineksen kasvu. Rakennettujen alueiden kattopinnoilta muodostuvat hulevedet ovat laadultaan suhteellisen puhtaita, mutta niiden runsaus voi aiheuttaa ongelman huuhtoessaan muilta pinnoilta ja virtausreiteiltä mukaansa kiintoaineista ja epäpuhtauksia. Suunnittelualueella muodostuvat hulevedet ovat nykytilanteessa pääosin puhtaita. Lisäksi nykyisien avo-ojien vesikasvillisuus, tiivistymätön maaperä ja luonnonmukaisemmat virtausreitit pystyvät sitomaan suuren osan hulevesien epäpuhtauksia. Tiivisti rakennetuilla alueilla päällystetyt pinnat, tiivistynyt maaperä, tehokas kuivatus ja sujuva hulevesien johtaminen tekevät luonnonmukaisesta hulevesien käsittelystä haastavaa. Mikäli erityisiä hulevesien hallintatoimenpiteitä ei toteuteta, epäpuhtaudet päätyvät hulevesien mukana virtausreiteille ja vesistöihin. Tämä johtaa veden laadun heikkenemiseen rakennettujen alueiden alapuolisissa ojissa ja vesistöissä, minkä lisäksi rakennettujen vesiaiheiden tai puistojen kosteikkojen miellyttävyys vähenee. 3.5 Hulevesien hallinnan tarve ja tavoitteet Ilman asianmukaisia hallintatoimenpiteitä hulevesivalunnassa tapahtuvat muutokset voivat aiheuttaa haittaa alueen luonnolle ja purkuvesistölle. Ilman hulevesivirtaamia tasaavia ratkaisuja erityisesti ylivirtaamien kasvu sekä alivirtaamien pieneneminen muuttavat luontokohteiden kosteustasapainoa. Lisäksi suuret hallitsemattomat hulevesivirtaamat voivat johtaa myös tulvimiseen sekä korttelialueiden sisällä että yleisillä alueilla aiheuttaen aineellisia vahinkoja ja haitaten rakennettujen alueiden käyttöä. Suunnittelualueen purkuvesistöön, Jaaninojaan, kohdistuu nykytilassakin ravinnekuormitusta ympäröiviltä kaupunkialueilta. Sadevesiviemäröinnin aiheuttamat hetkelliset virtaamapiikit kasvattavat eroosiota ja kiintoainekuormitusta voimakkaiden sateiden aikaan. Uomaa on kunnostettu taimenen elinolojen parantamiseksi. Jotta kunnostustoimenpiteiden vaikutukset eivät heikentyisi ja taimenelle sopivat elinolot säilyisivät, ei veden laatua tulisi heikentää. Jaaninojan virkistysarvon säilyttämiseksi tulee ylimääräistä kiintoainekuormitusta ja sameuden lisääntymistä välttää. Hulevesien virtausnopeutta tulee pyrkiä hidastamaan. Hyvien hulevesien hallinnan periaatteiden mukaisesti hulevesien haitallisia vaikutuksia tulee ehkäistä toteuttamalla suunnittelualueella hajautettua hulevesien määrällistä ja laadullista hallintaa. Hallintamenetelmät tulee ulottaa tonttien mittakaavaan asti, jolloin hulevesiin voidaan vaikuttaa jo niiden syntypaikalla. Hallinnan keskeinen periaate on johtaa hulevesiä yleisillä alueilla avoimissa, näkyvissä ja mahdollisimman luonnonmukaisissa järjestelmissä, joilla hidastetaan, viivytetään ja tasataan hulevesivirtaamia. Järjestelmillä pyritään samalla hulevesien hallittuun tulvimiseen, mikä auttaa FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 12 (38) 13.4.2015 pienentämään rakennettujen alueiden tulvariskejä. Tavoitteena on lisäksi hyödyntää hulevedet monipuolisesti kaupunkiympäristön suunnittelussa, ja ylläpitää luonnollisten ojien tilaa ja veden laatua. Virkistysalueiden lähettyville sijoittuvien hulevesien hallintamenetelmien tulee olla ilmeeltään ja toiminnaltaan ensisijaisesti mahdollisimman luonnonmukaisia. Lisäksi rakennetun alueen sisällä voidaan hyödyntää kaupunkimaisempia, ilmeeltään rakennettuja vesiaiheita. Laadukkaasti toteutetuilla hulevesien hallintamenetelmillä, kuten rakennetuilla vesiaiheilla ja altailla, on positiivinen vaikutus kaupunkiympäristöön ja maisemaan. Hulevesien hallinnan ja maisemasuunnittelun yhteisenä tavoitteena tulee olla viihtyisän, laadukkaan ja omaleimaisen kaupunkiympäristön luominen, jossa ympäristönäkökulmat on huomioitu parhaalla mahdollisella tavalla. Sulan kauden hulevesien hallinnan lisäksi on tärkeää suunnitella talviaikainen, lumen sulamisen aiheuttaman hulevesikuormituksen hallinta. Kappaleessa 11 on käsitelty hajautettujen lumen välivarastoinnin, eli lähisiirtopaikkojen sijoittamista. 4 HULEVESIEN HALLINTATOIMENPITEIDEN SUUNNITTELU 4.1 Hulevesien hallinnan periaatteet Alueellisessa hulevesisuunnitelmassa Skanssin alueelle suositellaan alueen tasaisuuden vuoksi vesien johtamista avo-ojissa ja painanteissa. Lisäksi alueellisessa hulevesisuunnitelmassa1 on huomioitu Turun kaupungin hulevesiohjelmassa7 esitetyt hulevesien käsittelyn ja johtamisen yleiset periaatteet. Yleisten periaatteiden mukainen käsittelyjärjestys on seuraava: I. Hulevedet käsitellään ja hyödynnetään syntypaikallaan (hulevesien käyttö ja maahan imeyttäminen) II. Hulevedet johdetaan pois syntypaikaltaan hidastavalla ja viivyttävällä järjestelmällä III. Hulevedet johdetaan pois syntypaikaltaan hulevesiviemärissä viheralueilla sijaitseville hidastus- ja viivytysalueille ennen ojiin tai vesistöön (puroihin) johtamista IV. Hulevedet vesistöön. johdetaan hulevesiviemärissä suoraan vastaanottavaan Skanssin alueelle esitetään monivaiheista ja hajautettua hulevesien hallintajärjestelmää, jolla tavoitellaan sekä hulevesien laadun että määrän tehokasta hallintaa. Lisäksi tavoitteena on kannustaa luonnonmukaisten, maanpäällisten ja esteettisesti miellyttävien ratkaisujen käyttöön. Suunnittelualueen sisällä hulevesien hallinta jakautuu tontti- tai korttelikohtaiseen hallintaan ja yleisellä alueella tehtävään hulevesien hallintaan. Hallintaketju alkaa kortteleiden sisälle hajautetuista järjestelmistä ja jatkuu yleisillä alueilla tehtävillä hallintajärjestelmillä. Erityyppisiä hallintamenetelmiä yhdistelemällä voidaan vaikuttaa tehokkaimmin sekä hulevesien määrään että laatuun. Hajautettu hulevesien hallinta lisää myös järjestelmän toimintavarmuutta, kun yksittäisen hallintamenetelmän mitoituksen ylittyminen, tai rakenteellinen vaurio ei johda välttämättä hulevesien johtamiseen suoraan ympäröivään luontoon. Näin ollen hulevesien hallinnan kokonaisvarmuus lisääntyy, ja hallitsemattomien ylivuotojen riski vähenee. Lisäksi yksittäisen 7 Turun kaupunki. 2009. Turun kaupungin hulevesiohjelma FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 13 (38) 13.4.2015 hallintamenetelmän mitoitus ja tilavaraus pienenevät, jolloin ne on mahdollista toteuttaa vähäisemmin rakennustöin ja sijoittaa joustavammin. Alustavasti suunnitellut hallintajärjestelmät ja johtamisreitit on esitetty liitteessä 2 olevassa yleissuunnitelmakartassa. Seuraavissa kappaleissa hallintamenetelmiä on kuvattu esimerkein ja selostuksin. Hallintajärjestelmien mitoitusta on käsitelty tarkemmin kappaleessa 6. 4.2 Korttelikohtainen hallinta 4.2.1 Hulevesien muodostumisen vähentäminen Hulevesivaluntaa voidaan vähentää läpäisevien päällysteiden, kuten reikälaattojen tai -kiveyksien käytöllä mm. jalankulku- ja pysäköintialueilla. Varsinaisten reikälaattojen ohessa myös väljästi saumatut betonikiveykset ovat hulevesien vähentämisen kannalta selvästi asfalttipintoja parempi vaihtoehto. Vettä läpäisevillä päällysteillä voidaan tehokkaasti pidättää usein toistuvat, sademäärältään vähäiset sadetapahtumat. Tutkimuksien mukaan esimerkiksi betonilaatoitus, jonka saumavälit ovat hiekalla täytetty, pystyy keskimäärin pidättämään jopa 85 -100 % sen pinnalle sataneesta vedestä, kun sadetapahtumien vesimäärät ovat pienehköjä (5 – 9 mm). Kyseiset sademäärät vastaavat esimerkiksi kerran vuodessa toistuvia 20 min ja 45 min sadetapahtumia. Vastaavissa tutkimuksissa päällysteen vedenpidätys säilyi noin 50 – 60 %:ssa, kun sadetapahtumat olivat sademäärältään suurempia (17 – 27 mm). Sademäärät vastaavat Suomen olosuhteissa kerran kymmenessä vuodessa toistuvaa 30 min ja 120 min sadetapahtumia. Sademäärän lisäksi laatoituksen saumavälien koolla ja pohjarakenteiden paksuudella todettiin olevan vaikutus vedenpidätyskykyyn, leveä saumaväli ja paksu rakennekerros kasvattavat vedenpidätyskykyä.8 Myös sadetapahtumia edeltävät maaperän kosteusolosuhteet vaikuttavat läpäisevien päällysteiden veden pidätyskykyyn 9. Usein toistuvien, sademäärältään vähäisten sateiden pidättämisellä voidaan ehkäistä myös hulevesien sisältämien epäpuhtauksien leviämistä, kun laatoituksen saumat pidättävät niin kutsuttua alkuhuuhtoumaa. Erityisen tehokkaasti läpäisevät päällysteet pidättävät tutkimuksien mukaan hulevesien sisältämän kiintoaineksen 8. Läpäisevistä päällysteistä on saatavilla useita erilaisia kaupallisia tuotteita. Tutkittaessa erilaisien läpäisevien päällysteiden, kuten vettä läpäisevän asfaltin, nurmella täytetyn reikälaatan sekä muovisen sora- ja nurmikennoston hydrologisia ominaisuuksia, on todettu ettei eri päällysteiden välillä ole merkittäviä eroja, kun tarkasteltavana on usein toistuvat, sademäärältään pienet sadetapahtumat9. Kuvassa 10 on havainnollistettu ruohosaumaista betonilaatoitusta. 8 9 Smith R D. 2006. Permeable Interlocking Concrete Pavements. Third Edition. D. Booth. et al. 1999. Field Evaluation of Permeable Systems for Improved Stormwater Management FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 14 (38) 13.4.2015 Kuva 10. Vettä läpäisevä päällyste Tampereen Sampolassa.10 Läpäisevät päällysteet ovat kuitenkin pääasiassa heikosti kulutusta ja kuormitusta kestäviä, joten niiden käyttöä suositellaan lähinnä kohteissa, joiden katuluokka on 5 (pientaloalueen asuntokadut, huoltoliikenteen väylät, henkilöautojen pysäköintialueet) tai luokka 6 (jalkakäytävät, pyörätiet, puistotiet).11 Kattokasvillisuudella, ts. viherkatoilla, tarkoitetaan kasvillisuudella peitettyä kattopintaa, joka pidättää ja suodattaa vettä. Viherkaton maaja kasvillisuuskerrokseen pidättynyt vesi haihtuu joko suoraan tai kasvillisuuden käyttämänä. Kattokasvillisuudella pystytään usein pidättämään matalan intensiteetin sateet kokonaan, kun taas rankemmilla sateilla ylimääräinen vesi valuu kasvillisuuskerroksen pinnalla ja johdetaan normaalisti ränneillä ja syöksyputkilla eteenpäin. Kattokasvillisuus soveltuu erityisen hyvin katosten ja piharakennusten yhteyteen, mutta niiden käytölle ei ole rakenteellista estettä myöskään muissa kohteissa. Esimerkkejä sammal-maksaruohokatoista on esitetty kuvassa 11. Suunnittelualueella viherkattoja voitaisiin hyödyntää esimerkiksi pysäköintirakennusten katoilla. Viherkatoilla voitaisiin vähentää ja hidastaa hulevesien muodostumista, mikä auttaisi säilyttämään alueen hydrologisen käyttäytymisen mahdollisimman lähellä luonnontilaa. Viherkatot voivat myös parantaa osaltaan asuinalueen näkymiä ja viihtyisyyttä. Sen sijaan viherkattojen käytöstä asuinrakennuksissa Suomen ilmastoolosuhteissa ei ole vielä kovin paljoa kokemusta, joten niiden käyttöä ei voida välttämättä edellyttää vielä kaavassa. Viherkattojen käyttöön tulisi kuitenkin kaavoituksen ja ohjeistuksen keinoin kannustaa etenkin varastorakennusten ja katosten yhteydessä. 10 11 FCG Suunnittelu ja tekniikka Oy VVT, 2015, CLASS (Climate Adaptive Surfaces) FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 15 (38) 13.4.2015 Kuva 11. Viherkatto autokatoksessa. Turku, Uudenmaankatu 10 4.2.2 Kattovesien hallinta Viherkattojen lisäksi kattovesiä voidaan viivyttää kattovesisäiliöillä, jotka asetetaan syöksyputken alle joko maan päälle tai maan alle. Säiliössä on ylivuotoputki, jota pitkin ylimääräiset vedet voidaan johtaa haluttuun suuntaan sekä pohjalla hana tai venttiili, josta säiliö voidaan tyhjentää tai ottaa vettä esimerkiksi kastelukäyttöön. Kattovesisäiliöitä ei ole tarpeen mitoittaa suurille vesimäärille vaan sillä tuetaan muita hulevesien hallintajärjestelmiä. Sadepuutarhat ovat puolestaan ympäristöään alempana olevia kasvillisuuden peittämiä alueita, joihin hulevedet voivat hetkellisesti lammikoitua. Sadepuutarhan tarkoituksena on viivyttää hulevettä, mutta maaperän ominaisuuksista riippuen myös imeytymistä tapahtuu. Imeyttämisen mahdollisuuksia voidaan parantaa hajauttamalla sadepuutarhojen sijoittamista, jolloin myös lyhennetään hulevesien johtamismatkaa. Veden imeytyskykyä voidaan lisäksi tehostaa syventämällä kaivantoa ja tekemällä massanvaihtoa. Koska sadepuutarhat aina imeyttävät jonkin verran vettä maaperään, tulee ne sijoittaa kuivatusta vaativien rakenteiden alapuolelle (alarinteeseen) riittävälle etäisyydelle, vähintään 3 metrin päähän. Kuvassa 12 on esitetty esimerkki sadepuutarhasta sekä havainnollistettu muovista kattovesisäiliötä. Maaperän ominaisuuksista riippuen suunnittelualueen harjualueella imeytys voi olla mahdollista, mutta pohjaveden suojelun takia erityisesti pohjavesialueilla ei saa imeyttää muuta kuin puhtaita vesiä, kuten kattovesiä. Kattovesien imeytystä suositellaan alueille joissa se on mahdollista. Kuva 12. Vasemmalla esimerkki 190 litran kattovesisäiliöstä. Oikealla sadepuutarha, jonne hulevedet johdetaan maanpäällisiä kouruja pitkin. 10 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 16 (38) 13.4.2015 4.3 Katu- ja pysäköintialueiden hulevesien käsittely Pysäköintialueilla hulevesiä voidaan hallinta viherpainanteilla, joista on esitetty esimerkki kuvassa 13. Painanteiden kasvillisuuden ja salaojitettujen, suodattavien maarakenteiden avulla käsitellään etenkin tavanomaisten sateiden hulevesiä. Sen lisäksi viherpainanteet tarjoavat viivytystilavuutta harvemmin toistuvien rankkasateiden alkuvaiheessa, jolloin suurinta virtaamahuippua voidaan viivyttää ja tasata. Viherpainanteet mitoitetaan niin, että ne käsittelevät usein toistuvat lyhyet sateet, jotka huuhtelevat sateen alkuvaiheessa toistuvasti kenttäalueiden epäpuhtaudet mukaansa (first flush) ja aiheuttavat näin kroonista hulevesikuormitusta purkuvesistöön. Harvemmin toistuvilla rankkasateilla tulvavedet johdetaan painanteista hallitusti pois esimerkiksi ylivuotokynnyksen kautta. Kuva 13. Pysäköintialueen viherpainanne, jonne hulevedet ohjataan maanpinnalla reunakivien aukoista (Seattle). 10 4.4 Keskitetty hulevesien hallinta yleisillä alueilla Tonttikohtaisen hulevesien hallinnan lisäksi suunnittelualueen yleisillä alueilla tulee olla hulevesien hallintamenetelmiä, joilla hallitaan harvemmin toistuvia rankkasateita. Suunnittelualueen keskelle rakennettavaan avo-ojaan on suunniteltu alustavassa kaavaluonnoksessa vesialueita, jotka soveltuvat erittäin hyvin hulevesien keskitettyyn viivytykseen. Suunnittelunalueen pienestä valuma-alueesta johtuen kuivaan aikaan ojassa ei todennäköisesti ilmene merkittävää perusvirtaamaa, joten veden seisottamista hulevesirakenteissa tulisi välttää. Muutoin riskinä on, että oja limoittuu aiheuttaen hajuhaittoja. Hulevesirakenteet olisivat näin ollen kuivan kauden aikaan tyhjeneviä tulvatasanteita, jotka toimisivat hulevesien hallinnan ohella myös maisemaelementteinä. Veden padottaminen tulvatasanteilla toteutetaan kevyenliikenteen väylien yhteyteen rakennettavilla patorakenteilla, joissa on pienempi purkuputki perusvirtaamilla, mutta myös ylivuotoputki tulvatilanteita varten. Poikkeuksellisissa tulvatilanteissa hulevedet johtuvat kevyen liikenteen väylän ylitse. Tulvatasanteen periaatetta on havainnollistettu kuvassa 14. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 17 (38) 13.4.2015 Kuva 14. Periaatteellinen poikkileikkaus tulevasta tulvatasanteesta. Kuvassa on myös esitetty mallintamalla selvitetyt purkurakenteiden mitoitukset. Perusvirtaamille tarkoitetun purkuputken välityskapasiteetin loppuessa hulevedet johtuvat välittömästi tulvavirtaamille tarkoitetun isomman putken kautta. Poikkeustilanteissa tulvavedet johtuvat kevyen liikenteen väylän ylitse. 4.5 Hulevesien johtaminen Suunnittelualueelle ehdotetaan kaksi-osaista hulevesien johtamisjärjestelmää, jossa katurakenteiden ja talojen kuivatusvedet johdetaan maanalaisiin hulevesiviemäreihin ja maanpäällinen hulevesivalunta (katto- ja pihavedet) johdettaisiin maanpäällisiin avouomiin, joiden yhteyteen sijoitettaisiin hulevesiä viivyttäviä rakenteita. Kuvassa 15 on havainnollistettu periaatetta. Perustelut pintavalunnan erillään johtamiseen on hulevesivirtaamien hidastamisen tehostaminen ennen suunnittelualueen lopullista purkuputkea (1200B). Tonttien ja katurakenteiden salaojavesien johtaminen avo-ojiin johtaisi puolestaan syviin ojarakenteisiin, jotka edellyttäisivät myös merkittävästi enemmän tilaa. Maanalaisissa putkijärjestelmissä johdettavat salaojavedet purettaisiin kuitenkin suunnittelualueen keskellä kulkevaan avo-ojaan. Johtamalla ainoastaan katurakenteiden ja talojen kuivatusvedet putkijärjestelmiin pienennetään myös hulevesiviemäreiden mitoitusta. Tarvittaessa suunnitellut pintavaluntajärjestelmät voidaan myös liittää maanalaisiin hulevesijärjestelmiin kuvan 16 mukaisella ritiläkannellisella hulevesikaivolla. Pintavaluntajärjestelmien liitos tulee tällöin kuitenkin huomioida maanalaisien järjestelmien mitoituksessa. Kaksiosainen hulevesien johtamisjärjestelmä on suositus, jonka soveltuvuus tulee tarkistaa kunkin kohteen tarkemmassa suunnittelussa. Tarvittaessa pintavalunta voidaan ohjata myös kokonaan hulevesiviemäriin. Esimerkiksi Treston Oy:n teollisuuskiinteistön läheisyydessä sijaitsevalla alueella hulevesien pintavalunta johdetaan viivytyksen kautta hulevesiviemäriin. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 18 (38) 13.4.2015 Kuva 15. Periaatekuva suunnittelualueen kuivatuksesta. Kuva 16. Nostetulla kupukannellisella hulevesikaivolla varustettu viherpainanne. Vedenpinnan noustessa viherpainanteessa purkautuu ylivuoto hulevesikaivon kautta maanalaiseen putkijärjestelmään. Seattle, USA. 10 4.6 Tulvareitit ja tulvavesien hallinta Hulevesien vähentämisen, viivyttämisen ja perinteisen johtamisen lisäksi on suunniteltava erityistilanteita varten hulevesien tulvareitit. Niillä turvataan hulevesien hallittu johtaminen ja rakenteiden kuivana pysyminen tilanteissa, joissa hulevesien johtamisreittien ja hallintamenetelmien kapasiteetti ylittyy. Suunnittelualueella ei ole kuin yksi hulevesien purkureitti, joka on Itäkaaren alittava 1200B:na alkava hulevesiviemäri. Tulvareittien puutteellisuuden vuoksi suunnittelualueen keskelle on suunniteltu laajoja tulvatasanteita, jotka tarjoavat tulvavesille runsaasti tilaa. Suunnittelualueen sisäisinä tulvareitteinä toimivat lukuisat avo-ojat, joita pitkin hulevedet ohjataan suunnittelualueen keskellä sijaitseviin tulvatasanteisiin. Kortteleiden sisällä tulee kuitenkin huolehtia, että tonttien pihojen kaltevuudet suunnitellaan siten, että valumasuunnat ovat poispäin rakennuksista ja kaltevuudet riittävät hulevesien sujuvaan pintajohtamiseen. Yleissuunnitelmakartassa FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 19 (38) 13.4.2015 (liite 2) on esitetty suunnittelualueelle. suunnitellut hulevesien johtamisreitit tulvareitteineen Myös suunnitelluissa hulevesien hallintajärjestelmissä tulee olla hallitut ylivuotoreitit tulvatilanteita varten. Ylivuodon tarkoituksena on estää hallintajärjestelmän hallitsematon tulviminen esimerkiksi sen yläpuoliseen verkostoon ja rakennusten salaojiin asti. Tarkoituksena on myös estää rakenteelliset vauriot, joita hallitsemattomat tulvavedet voisivat aiheuttaa mm. altaiden maaja kasvillisuusrakenteille. Tulvareitit ketjutetaan siten, että ensimmäisen järjestelmän tulviminen pyritään hallitsemaan seuraavilla järjestelmillä. 5 HULEVESIMALLINNUS 5.1 Hulevesimallin kuvaus Suunniteltujen hulevesirakenteiden mitoitusta ja toimivuutta kokonaisuutena tarkasteltiin hulevesimallin avulla. Mallinnus suoritettiin FCG SWMM -ohjelmalla (Storm Water Management Model), joka sisältää hulevesien muodostumista kuvaavan hydrologisen valuma-aluemallin sekä virtausreittejä kuvaavan hydraulisen mallin. Hydrologisella mallilla kuvataan erityisesti valuma-alueelta muodostuvan pintavalunnan määrää ajan suhteen. Hydrologinen malli perustuu syötteenä olevaan sadetapahtumaan ja valuma-alueiden ominaisuuksista johtuvien sadannan häviöiden laskemiseen. Malliin rakennettiin osavaluma-alueet ja valumareitit ominaisuuksineen, joista huomioitiin mm. pinta-ala, läpäisemättömän pinnan määrä, keskimääräinen kaltevuus sekä virtausvastuskerroin. Mallinnuksen tuloksena saatiin valuma-aluekohtaiset purkautumiskäyrät, jotka toimivat syötteenä hydrauliselle verkostomallille. Hydraulinen malli rakennettiin yhdistämällä edellä kuvattu hydrologinen valumaaluemalli avo-uomista ja sadevesiviemäreistä muodostuvaan verkostomalliin. Hydrauliseen malliin sisällytettiin myös suunnitellut hulevesien hallintajärjestelmät. Mallin avulla voitiin tarkastella monipuolisesti mm. ajasta riippuvaisia virtaamien summakäyriä, vedenpinnan tasoja ja altaiden tilavuuksia. Hydraulisessa mallinnuksessa käytettiin nk. dynaamista menetelmää12, jolla voitiin tarkastella monimutkaisiakin ilmiöitä, kuten paineellista virtausta, taaksepäin virtausta sekä virtausreittien tulvimista ja padotusta. 5.2 Rankkasadetiedot Tarkasteluissa on käytetty Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU)13 loppuraportissa ja Hulevesioppaassa14 esitettyjä sateen keskimääräisiä intensiteettejä 1 km 2 aluesadannalle. Sadetiedot ovat viimeisimpiä yleisessä käytössä olevia tietoja ja ne perustuvat Suomessa kesällä v. 2000–2005 aikana tehtyihin tutkasadehavaintoihin ja ne vastaavat Etelä-Suomen sateita. Ilmastonmuutoksen on ennustettu kasvattavan rankkasateiden intensiteettejä keskimäärin 15–20 % vuosiin 2071–2100 mennessä13. Arviot perustuvat Ilmatieteen laitoksen ennusteisiin. RATU:n13 suositusten mukaisesti ilmastomuutos voidaan huomioida käyttämällä 20 % nykyistä rankempia sateita. Tämä tarkoittaa esimerkiksi, että nykyhetken 1/10a toistuvuus (kerran kymmenessä vuodessa) vastaa ennustetun ilmastonmuutoksen mukaisessa tilanteessa likimäärin 1/5a toistuvuutta. Vastaavasti nykyinen 1/5a toistuvuus vastaa ennustetussa tilanteessa likimäärin 1/3a toistuvuutta. 12 13 14 US EPA. 2009. Storm Water Management Model, User’s manual, version 5.0. Aaltonen, J. ym. 2008. Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU). Suomen Ympäristö, 31. 123 s. Kuntaliitto. 2012. Hulevesiopas. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 20 (38) 13.4.2015 5.3 Mallinnustulokset 5.3.1 Suunnittelualueen purkuvirtaamat Tuloksien perusteella suunnittelualueen mitoitussateen kesto on nykytilanteessa noin 180 min pituinen rankkasade, eli 180 min sadetapahtumalla muodostuu hulevesien huippuvirtaama 1200 B:na alkavassa hulevesilinjassa. Tulevassa tilanteessa, kun suunnittelualue on kokonaan rakentunut (ilman korttelikohtaisia hallintajärjestelmiä), pysyy mitoitussateen kesto likimain samana, johtuen suunnittelualueen erittäin loivista pituuskaltevuuksista. Tulevan tilanteen huippuvirtaamat pysyvät kuitenkin likimain yhtä suurina lyhytkestoisemmillakin sadetapahtumilla (30-60 min), kun katto- ja asfalttipinnat muodostavat tehokkaammin pintavaluntaa. Kuvassa 17 on havainnollistettu suunnittelualueen purkuvirtaamia nykytilanteessa ja tulevassa tilanteessa. Kuva 17. Vasen kuva: Maksimivirtaamat 1/25a tilanteella. Oikea kuva: Maksimivirtaamat 1/100a tilanteella. 5.3.2 1200B välityskapasiteetti Hulevesimallinnuksella tarkasteltiin suunnittelualueen ainoan purkureitin, Itäkaaren alittavan 1200B ja siitä alkavan hulevesien runkolinjan välityskapasiteettia aina Jaaninojan purkuvesistöön saakka. Tarkasteluissa mallinnettiin myös Skanssin ostoskeskuksen ja sen itäpuolen alueilta (Itäkaaren länsiosasta) purkautuvat hulevedet, jotta purkureitin välityskapasiteetista saatiin asianmukainen käsitys. Jaaninojaa ei tässä työssä mallinnettu, mutta Jaaninojan vesipinnan vaikutus huomioitiin mallinnuksessa arvioimalla ojan vesisyvyyden olevan noin kaksi metriä purkuputken vesijuoksun yläpuolella. Arvio on kohtalaisen suuri huomioiden vuonna 2011 tehdyt mittaukset Jaaninojan vesisyvyyden osalta. Tuollon huhtikuun 2011 ja marraskuun 2011 välisenä aikana Jaaninojan maksimisyvyys oli noin 1,3m. Mallinnustuloksien perusteella 1200B:na alkavan putkilinjan teoreettinen maksimikapasiteetti on noin 1 400 l/s, mutta tulvatilanteessa linjan välityskapasiteetti on kuitenkin suurempi, johtuen yläjuoksulle padottavan veden hydraulisesta gradientista. Mallinnustulosten perusteella 1 400 l/s suuremmilla virtaamilla purkuputken virtaama muuttuu siis paineelliseksi. Kuvassa 18 on havainnollistettu suunnittelualueen hulevesien purkureittinä toimivan hulevesiviemärin välityskapasiteettia. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 21 (38) 13.4.2015 Jaaninoja Itäkaaren hulevesiviemäri Skanssin purkupiste Kuva 18. Itäkaaren purkupisteeltä. hulevesiviemärin pituusleikkaus ja kapasiteetti (Qfull) Skanssin Skanssin ostoskeskuksen ja sitä ympäröivien asuinkerrostalokortteleiden hulevedet purkautuvat nykyiseen hulevesiverkostoon nopeasti ja tehokkaasti, sillä alueella ei ole toteutettu hulevesien viivytystoimenpiteitä, lisäksi alue on kokonaan hulevesiviemäröity. Vastaavasti suunnittelualueelta hulevedet purkautuvat hitaammin, johtuen pääosin suunnittelualueen erittäin loivista pituuskaltevuuksista ja hulevesien johtamisesta pääasiassa avo-ojissa, jolloin hulevesien virtausnopeudet ovat huomattavasti hitaampia. Kuvassa 19 on havainnollistettu Skanssin ostoskeskuksen ja suunnittelualueen hulevesivirtaamien laskennallista viivettä. ~1,5 h Kuva 19. Virtaaman viive kauppakeskuksen ja suunnittelualueen välillä. Virtaamat on määritelty kerran sadassa vuodessa toistuvalle 30min pituiselle rankkasadetapahtumalle. Skanssin ostoskeskuksen ja suunnittelualueen hulevesien erilaisista johtumisnopeuksista johtuu, että 1200B alkavan purkuputken välityskapasiteetti riittää noin kerran 5 vuodessa toistuvaan tilanteeseen. Harvinaisemmilla rankkasateilla Itäkaaren hulevesilinjan virtaus muuttuu paineelliseksi ja hulevesiä alkaa padottumaan yläpuoliseen verkostoon. Suunnitelluilla hulevesien hallintajärjestelmillä suunnittelualueen purkuvirtaamaa voidaan kuitenkin kuristaa ja mahdollisen padotustilanteen FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 22 (38) 13.4.2015 varalta esitetyt laajat tulvatasanteet mahdollistavat hulevesien hallitun hetkellisen tulvimisen. 6 HULEVESIEN HALLINTAJÄRJESTELMIEN TOIMINTA JA MITOITUS Suunnittelualueella hulevesien hallinta jakautuu tontti- tai korttelikohtaiseen hallintaan ja yleisellä alueella tehtävään hulevesien hallintaan, joilla on järjestelmässä erilaiset mitoitusperusteet ja tehtävät. Olennaista on ymmärtää, että hulevesien laadun hallinta tulee tehdä mahdollisimman lähellä hulevesien syntypaikkaa, jolloin vesimäärät ovat vielä suhteellisen pieniä ja hallintajärjestelmät voivat olla pienimuotoisia. Lisäksi hulevesien määrää tulee rajoittaa syntypaikalla yleisimmillä sateilla, mutta tämän jälkeen määrän hallinta on kustannustehokkainta keskitetyissä, yleisellä alueella sijaitsevissa maanpäällisissä järjestelmissä. 6.1 Korttelikohtaiset viivytysjärjestelmät 6.1.1 Viivytysvaatimus Korttelikohtaisien järjestelmien mitoituksessa päädyttiin mallinnustuloksien perusteella esittämään asuinkerrostalo-kortteleiden ja muiden tiivisti rakentuvien korttelialueiden osalta 1 m3/ 100 vettä läpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Viivytysvaatimus on Turun kaupungin käytössä olevan hule-100 kaavamääräyksen mukainen ja se vastaa 10 mm sademäärän viivyttämistä, eli noin kerran viidessä vuodessa toistuvaa 15 min pituista sadetapahtumaa. Hule-100 kaavamääräyksen mukaisesti hulevesirakenteen tulee tyhjentyä viimeistään 12 h tunnin kuluttua täyttymisestään, jotta viivytystilavuus olisi käytettävissä seuraavalla sadetapahtumalla. Väljästi rakennetuille alueille, kuten erillispientaloalueille (AO) ei suositella velvoittavia viivytysvaatimuksia, sillä kyseisillä alueilla tulee olemaan huomattavat määrät vettä osittain läpäiseviä nurmi- ja pihapintoja. Erillispientaloalueilla tonttikohtaisen hulevesien hallinnan keskeisin asia onkin kannustaa kattovesien irtikytkemiseen hulevesiviemäriverkosta johtamalla kattovesiä maanpäällisiä kouruja ja avo-ojia pitkin sekä suosimalla mahdollisuuksien mukaan kevyesti liikennöidyillä pihakentillä läpäiseviä päällysteitä. Kattovesien johtamista maanpäällisissä valuntareiteissä tukee kappaleessa 4.5 ehdotettu hulevesien johtamistapa. 6.1.2 Tyhjentymisaika Sallitun tyhjentymisajan (12 h) lisäksi hulevesirakenteella tulee kuitenkin olla myös minimityhjentymisaika, jotta rakenne olisi aidosti viivyttävä. Hulevesirakenteille olisi siis suositeltavaa ehdottaa aikaraja, joka viivytysrakenteen tyhjentymiseen tulisi kulua. Aikaraja ei saa kuitenkaan olla kohtuuttoman pitkä, koska jos hulevesirakenteiden purku toteutetaan putkijärjestelmällä, johtaisi pitkä viivytysvaatimus erittäin pieniin purkuputkiin viivytystilavuudeltaan pienikokoisien rakenteiden osalta. Liian pienet purkuputket ovat puolestaan tukkeutumisherkkiä ja edellyttävät näin ollen todennäköisesti huomattavasti enemmän kunnossapitoa ja huoltoa. Toteuttaessa viivytysrakenteiden purkujärjestelmä esimerkiksi purkuputken avulla, voidaan putken minimikoon katsoa olevan DN 110, joka 5 ‰ pituuskaltevuudella välittää noin 7 l/s, eli 25 m3/h (PP-putki, Colebrook karkeuskerroin 0,25 mm15). Suunnittelualueelle suunniteltujen korttelikohtaisten viivytysjärjestelmien alustavat viivytystilavuudet ovat pienimmillään noin 15 m3, jonka pienimmät viivytysrakenteet tyhjenisivät noin puolessa tunnissa edellä mainituilla purkurakenteilla. 15 Uponor, 2007. Sadevesijärjestelmä PP FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 23 (38) 13.4.2015 Hulevesijärjestelmien purkurakenteita voidaan toteuttaa myös muilla järjestelmin kuten suodattavilla murskepadoilla, salaojituksella tai pohjapadoilla, joissa hulevesien virtaus on todennäköisesti heikompaa purkuputkeen verrattuna. Myös 5 ‰ purkuputken välityskapasiteettiin on todellisuudessa suurempi järjestelmän täyttyessään, kun veden hydraulinen gradientti muuttaa virtauksen paineelliseksi. Esimerkki kuitenkin havainnollistaa likimääräisesti kuinka nopeasti viivytysjärjestelmät tyhjentyvät täyttyessään, jos purkujärjestelmä toteutetaan purkuputkella. Vaihtoehtoisesti purkurakenteet kuten pohjapadot voidaan usein toteuttaa niin, että hulevesien viivytysrakenne tyhjentyy purkuputkeen verrattuna huomattavasti hitaammin. Kaavamääräyksissä käytettävä hulevesirakenteiden minimityhjentymisaika tulee kuitenkin olla kaikenlaisiin järjestelmiin yleistettävissä, riippumatta siitä minkälainen hulevesien purkuratkaisu järjestelmässä on. Puolen tunnin vähimmäisviivytys korttelikohtaisissa hulevesijärjestelmissä tarjoaa huomattavan viivytysvaikutuksen kortteleilta poistuviin hulevesivirtaamiin, sillä korttelialueiden huippuvirtaamat ilmenevät tyypillisesti lyhytkestoisilla, noin 10-15 min pituisilla rankkasateilla. Näin ollen puolen tunnin viivytysvaatimuksella saavutettaisiin hulevesien huippuvirtaaman muodostuminen karkeasti noin kaksi kertaa pidemmällä ajalla. Asettamalla korttelikohtaisille viivytysjärjestelmille 0,5 h aikaraja, jonka aikana täyttynyt järjestelmä ei saa kokonaan tyhjentyä, varmistetaan että rakennettavat hulevesijärjestelmät ovat aidosti viivyttäviä. Viivytysjärjestelmissä tulee kuitenkin aina olla myös ylivuotojärjestelmä, jolla estetään rakenteiden vaurioituminen tai tulvavesien johtuminen rakennettuun ympäristöön poikkeustilanteiden aikana. 6.1.3 Yleisien alueiden hulevesijärjestelmät Yleisten alueiden hulevesijärjestelmät on mitoitetut niin, että tulvatasanteet tulisivat kuvan 14 mukaisilla purkurakenteilla osittaiseen käyttöön jo kerran vuodessa toistuvilla rankkasadetapahtumilla. Tulvatasanteiden maksimitilavuus tulisi käyttöön kuitenkin vasta poikkeuksellisen harvinaisen rankkasadetapahtumien aikana. Suunnittelualueelle suunnitelluilla tulvatasanteilla hallitaan harvemmin toistuvia sadetapahtumia viivyttämällä suurempia vesimääriä. Tulvatasanteet toimivat paitsi hulevesiä viivyttävinä järjestelminä, niin myös tulvarakenteina tarjoten tulvavesille paisuntavaraa tilanteissa, joissa esimerkiksi nykyinen 1200 B padottaa vesiä suunnittelualueelle. Tulvavesien leviäminen toteutetaan tällöin alueilla, joissa tulvavedet eivät aiheuta ongelmia rakennetusta ympäristössä. Yleisten alueiden hulevesien hallintajärjestelmät mitoitetaan mallinnustulosten perusteella kerran 100 vuodessa toistuvalle tilanteelle, sillä suunnittelualueella ei ole kunnollisia tulvareittejä, joita pitkin johtaa tulvavedet pois alueelta. Tulvatasanteiden tulvatilavuus tulee tyhjentyä maksimitilanteesta vähintään 48 h kuluessa, jotta järjestelmän viivytystilavuus olisi käytettävissä seuraavan sadetapahtuman aikana. 6.1.4 Yhteenveto Järjestelmien mitoitusperusteet ja tärkeimmät tehtävät hallintaketjussa on kuvattu taulukossa 1. Taulukossa esitettyjä tietoja sekä seuraavassa kappaleessa esitettyjä periaatteita tulee hyödyntää kaavamääräysten laadinnassa. Tulvatasanteet on poikkeuksellisesti mitoitettu kerran 100 vuodessa toistuvalle tilanteelle, sillä suunnittelualueella ei ole kunnollisia tulvareittejä olemassa. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 24 (38) 13.4.2015 Taulukko 1. Järjestelmien osien mitoitusperusteet ja tärkeimmät tehtävät. Järjestelmä Korttelikohtainen hallinta (AO) Mitoitusperuste Korttelikohtainen hallinta (AP ja AKR) 1 m3/100 vettä läpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Hulevesirakenteiden tulee tyhjentyä 12 h kuluessa täyttymisestään. Rakenteen tulee kuitenkin olla viivyttävä siten, että rakenne ei tyhjene alle 0,5 tunnissa täyttymisestään. Avo-ojat kokoojaojat 1/5a Avo-ojat pääojat 1/10a Keskitetty hulevesien viivytys Tulvatasanteet 1/100a Tärkein tehtävä Läpäisevien päällysteiden suosiminen, kattovesisäiliöt, sadepuutarhat Korttelialueiden hulevesien viivyttäminen, virtaaman hidastaminen ja käsittely. Tasaisempi ja pitkäkestoisempi tulovirtaama alueellisiin järjestelmiin Alueiden ja rakenteiden turvallinen kuivatus Hulevesien johtaminen suunnittelualueelta, yleisimpien tilanteiden tulvareitti Tulvahallinta, hulevesien viivytys ja käsittely, maisemallinen hyödyntäminen 6.2 Periaatteet kaavamääräysten laadintaan ja suositeltavat kaavamääräykset Seuraavia yleisiä periaatteita tulisi noudattaa kaavamääräysten laadinnassa: Korttelikohtainen hulevesien viivytys AO-alueilla on lähinnä suositus, joka voidaan toteuttaa esimerkiksi minimoimalla vettä läpäisemättömien pintojen määrää. Korttelikohtainen hulevesien viivytysvaatimus tiiviimmin rakentuvilla alueilla (esim. AP ja AKR) on 10 mm laskettuna läpäisemättömien pintojen määrän mukaisesti (1 m³/ 100 m²). Korttelikohtaiset järjestelmät tyhjenevät viimeistään 12 tunnin kuluessa täyttymisestään ja niistä on oltava hallittu ylivuoto yleisen alueen johtamisreiteille tai viivytysjärjestelmiin. Korttelikohtaisien viivytysjärjestelmien viivytystilavuus ei tyhjentyä alle 0,5 tunnissa. Alueellisten tulvatasanteiden tulvatilavuus tyhjenee maksimitilanteesta vähintään 48 h kuluessa. saa täyttymisestään Korttelikohtaisiksi hulevesien hallintaa koskeviksi kaavamääräyksiksi esitetään: Hule-100 muokattuna Hulevedet tulee ensisijaisesti imeyttää ja viivyttää korttelialueella. Hulevesien imeyttämistä tulee edesauttaa materiaalivalinnoilla. Muodostuvien hulevesien määrää tulee vähentää esimerkiksi käyttämällä yhtenäisiä istutusalueita ja pysäköintialueilla mahdollisimman paljon läpäiseviä pintamateriaaleja. Yksikerroksisiin rakennusosiin, talousrakennuksiin ja katoksiin tulee rakentaa viherkatto. Vettä läpäisemättömiltä pinnoilta tulevia hulevesiä tulee viivyttää alueella siten, että viivytyspainanteiden, -altaiden tai -säiliöiden mitoitustilavuuden tulee olla 1,0 m 3 /100 m2 vettä läpäisemätöntä pintaa kohden. Viivytyspainanteiden, - altaiden ja -säiliöiden tulee tyhjentyä 12 tunnin kuluessa täyttymisestään ja niissä tulee olla suunniteltu ylivuoto. Korttelikohtaisien viivytysjärjestelmien viivytystilavuus ei saa täyttymisestään tyhjentyä alle 0,5 tunnissa. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 25 (38) 13.4.2015 Alueelle on laadittava hulevesisuunnitelmat, joissa osoitetaan tonttikohtaisesti hulevesien kerääminen ja poistaminen. Hulevesijärjestelyt on sovittava vierekkäisten tonttien kesken. Kaavamerkintä alueellisen tulvatasanteen tilavaraukselle Alueen osa, jolle tulee tehdä hulevesiä viivyttävä ja tulvavesiä hallitseva alueellinen tulvatasanne. Viivytysrakenteessa tulee olla suunniteltu ylivuoto ja tulvatasanteen tulvatilavuus tulee tyhjentyä vähintään 48 h kuluessa. 7 HULEVESIJÄRJESTELMIEN MAISEMOINTI Skanssin hulevesiratkaisujen maisemoinnin lähtökohtana on alueen ominaispiirteiden huomioon ottaminen ja niiden korostaminen suunnittelun keinoin. Maisemallisen ideoinnin lähtökohtana on ollut myös Skanssin viheralueiden ideakilpailun 16 voittaneen työn suunnitelmat. Mitä lähempänä ollaan rakennettua ympäristöä, sitä rakennetumpaa myös viivytysrakenteiden ilme voisi olla. Eteläosiin siirryttäessä tilaa on enemmän laajoille luonnonmukaisille tulvaniityille ja ojien mutkitteluille sekä puustoisille saarekkeille. Kapeilla uoman osuuksilla uoman jyrkähköt luiskat tarvitsevat eroosiosuojaksi istutuksia tai esim. kiveyksiä. Perusuoman pohja suositellaan toteuttavan kasvipeitteisenä, sillä kyseinen eroosiosuojaus vaatii kivettyjä uomia vähemmän hoitoa. Kivettyjä uomia voidaan kuitenkin toteuttaa vähäisissä määrin ja keskittää niiden käyttö esimerkiksi avo-ojien yhtymiskohdissa, tai tulvatasanteiden purkupisteissä. Kuva 20. Idealuonnos kevyenliikenteenreittien vallien välisestä hulevesiojasta. 16 Saara Oilinki, Susanna Mikkola, 2013, ”42” FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 26 (38) 13.4.2015 Suunnittelualueen pääuoma voi olla ainakin osittain kivetty ja luiskissa vuorottelevat ja suoraa osuutta rytmittävät pensas- ja koristeheinäistutukset tai vaihtoehtoisesti tulvaniitty- ja kosteikkokasvit. Päiväkodin läheisyyteen suunnittelukilpailutyössä ideoituun seikkailupuistoon voidaan kehittää tulvatasanne, joka on pääosin kuivana. Tulvatasanteella voisi olla laitureita ja pitkospuita, jotka johdattelevat pajusaarekkeiden läpi. Seikkailupuistoon sopii hyvin myös kilpailutyössä ehdotettu lähiliikuntapaikka tekniikkaratoineen. Tulvavesi nousisi vain poikkeustilanteissa tasanteelle saakka ja tällöinkään veden pinta ei nouse äkillisesti. Tulvatasanteiden maksimitilavuus on mitoitettu poikkeuksellisen rankkojen, noin kerran sadassa vuodessa toistuville rankkasadetapahtumille. Kuva 21. Seikkailupuiston tulvatasanne voi olla pientä luonnonkiveä tai tulvaniittykasvillisuutta. Yllä näkymäluonnos ja alla poikkileikkausluonnos. Puistoalueilla, jossa on enemmän tilaa hulevesien viivytykselle pyritään kuvan 22 ja kuvan 23 mukaiseen luonnonmukaiseen ilmeeseen tulvaniityin ja kosteikkokasviistutuksin sekä muotoilemalla uomaa mutkittelevaksi. Kuva 22. Periaatepoikkileikkaus puistoalueelta, jossa on tilaa viivyttää loivin painantein. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 27 (38) 13.4.2015 Kuva 23. Rehevä kosteikkokasvillisuus ja mutkitteleva uoma viivyttävät ja puhdistavat hulevesiä. Kuva Vantaan Kartanonkoskelta. Suunnittelualueen eteläosassa on tilaa laajemmille niittyalueille ja tulvatasanteille, joihin sopii luonnonmukainen ilme. Perusuoma voi kuitenkin olla osittain kivetty myös laajoilla puisto- ja niittyalueilla ja luonnonkiviä voidaan asentaa viivyttämään virtausta. Soveltuvissa kohdin ojan mutkittelevuutta voidaan myös lisätä tai oja voidaan varustaa pohjapadolla. Ojan mutkittelevuus tarjoaisi paitsi esteettisiä etuja niin myös virtausnopeuden hidastumista. Tulvaniittyalueilla voi olla esimerkiksi pajusaarekkeita, kuten kilpailutyössä oli ehdotettu. Kuva 24. Skanssin eteläosaan sopivat erilaiset niityt ja maisemapellot. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 28 (38) 13.4.2015 Rinnealueille sijoittuvilla puisto- ja piha-alueilla voidaan hulevesiuomaa porrastaa esimerkiksi kiveyksin ja näin viivyttää vesiä ja tuoda elämyksellisiä vesiaiheita viheralueille. 8 RAKENTAMISEN AIKAISIEN HULEVESIEN HALLINTA Rakentamisen aikaiset hulevedet ovat poikkeuksetta laadultaan huonoja, koska hulevesiin huuhtoutuu mm. häiriintyneistä maakerroksista runsaasti kiintoainesta. Ilman hallintaa tästä aiheutuva tilapäinen kiintoaineskuormitus voi nousta haitallisemmaksi kuin valmiin alueen aiheuttama pitkäaikainen kuormitus. Kiintoaineskuormituksen lisäksi muita ympäristöä kuormittavia päästöjä ovat mm. työmaakoneiden öljy- ja polttoainepäästöt, roskat ja mahdolliset ympäristön kannalta haitalliset kemikaalit kuten maalit ja liuottimet. Rakennusvaiheen hallintamenetelmät tulee suunnitella tapauskohtaisesti. Menetelmävaihtoehtoja ei ole useita, mutta niiden sijoittaminen ja mitoittaminen täytyy miettiä kuhunkin kohteeseen sopivaksi. Rakentamisen aikaisten hulevesien hallintamenetelmien tulisi olla rakenteeltaan ja toiminnaltaan yksinkertaisia, helposti toteutettavissa sekä kustannuksiltaan edullisia. Menetelmillä pyritään ensisijaisesti rakennusalueelta tulevan kiintoaineskuormituksen vähentämiseen rakennettavan alueen alapuolella ja toissijaisesti myös virtaamien hallintaan tulvahaittojen ja eroosion estämiseksi. Suunnittelualue tulee rakentumaan pitkän ajan kuluessa, joten rakentamisen aikaisten hulevesien hallinnassa tulee huomioida rakentamisen vaiheistus kappaleen 10 mukaisesti. Lisäksi liitteessä 3 on esitetty alustava ehdotus eri hulevesirakenteiden vaiheistuksesta. 8.1 Suodatus Suodatuksella pyritään poistamaan hulevedestä kiintoainesta johtamalla vesi epäpuhtauksia pidättävän materiaalin läpi. Materiaalista ja virtaamista riippuen hienoakin aineista saadaan pidätettyä. Suodatusta voidaan käyttää sekä tasovirtaaman että keskitetyn virtaaman käsittelyyn. Tasovirtaaman suodattamiseen voidaan käyttää tarvittaessa sedimenttiaitoja, jotka ovat suodatinkankaasta tehtyjä aitoja, joiden läpi yläpuolisilta alueilta tulevat hulevedet virtaavat. Tällöin kiintoaines jää suodatinkankaaseen. Sedimenttiaidat tulee pystyttää huolellisesti ja suodatinkankaan alareuna tulee olla maan sisässä, jotta virtausta ei tapahdu aidan alitse. Sedimenttiaidat tulee sijoittaa alueiden reunoille ja luiskien ylätai alapäähän. Aidoilla voidaan myös ympäröidä esimerkiksi tilapäisiä läjitysalueita. Kuvassa 25 on havainnollistettu sedimenttiaidan (englanniksi silt fence) asentamista. Sedimenttiaidat soveltuvat esimerkiksi suunnittelualueen pituuskaltevuudeltaan jyrkille rinteille. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 29 (38) 13.4.2015 Kuva 25. Esimerkki sedimenttiaidan asentamisesta 17 Keskitetyn virtauksen suodattamiseen esimerkiksi ojissa tai kuivatusjärjestelmien purkupisteissä soveltuvat lähinnä suotopadot. Suotopato rakennetaan vettä hyvin läpäisevästä kiviaineksesta, jossa ei ole paljon hienoainesta, kuten seulotusta murskeesta tai sorasta. Suotopadon toimintaperiaatteena on, että tuleva virtaama hidastuu merkittävästi virratessaan padon läpi, jolloin veden kuljettama kiintoaines pidättyy suodattavaan materiaaliin. Suotopadon toimintaa voidaan tehostaa verhoilemalla murske- tai sorapatjan purkupää suodatinkankaalla, jolloin itse patomateriaalin läpäisevät ainekset pidättyvät kankaaseen. Kuvassa 26 on havainnollistettu avo-ojan yhteyteen rakennettua suotopatoa. Suotopatoja suositellaan rakennetavan avo-ojien alajuoksulle. Suunnittelualueen pääuoman yhteyteen rakennettavien suotopatojen raekoko suositellaan olevan seulottua kiviainesta, jonka raekoko on 16/32. Pienempien sivuhaarojen yhteyteen rakennettavien suotopatojen raekoko voi olla pienempi, esimerkiksi 8/16. Kuva 26. Avo-ojan eteen rakennettu väliaikainen suodattava murskepato. Turku, Haarlanlahti.10 Mikäli tontilla tilanpuutteen vuoksi ei ole mahdollista rakentaa sedimenttiaitoja tai suotopatoja, voidaan suodatus toteuttaa esimerkiksi hiekka- tai kangassuodatuksella. Suodatus voidaan toteuttaa esimerkiksi vaihtolavan/-lavojen sisään rakennettavalla suodattimella. Kuvassa 27 on havainnollistettu auton vaihtolavalle rakennettua ”konttiselkeytintä”. 17 US EPA. 2007. Developing Your Stormwater Pollution Prevention Plan, A Guide for Construction Sites. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 30 (38) 13.4.2015 Kuva 27. Esimerkkikuva konttiselkeyttimestä.18 8.2 Eroosiosuojaus Alueellisen eroosiosuojauksen lähtökohtana on, että mahdollisimman pieni alue kerrallaan olisi perattuna ja siten alttiina eroosiolle ja kiintoaineksen kulkeutumiselle. Tähän voidaan vaikuttaa töiden suunnittelulla siten, että esimerkiksi herkimmissä ja eroosioalttiimmissa kohteissa laaja-alaisia maanrakennustöitä vältetään rankkojen sadejaksojen tai sulamiskausien aikana. Tarvittaessa tietyt työt voidaan suunnitella jopa sääennusteiden perusteella. Mikäli töiden ajallinen järjestely ei ole mahdollista esim. kustannusten tai aikataulun takia, tulisi eroosiolle alttiina olevaa pinta-alaa rajoittaa siten, että kasvillisuuden raivausta ja pintakerroksen poistoa ei tehtäisi ennen kuin muiden töiden aloittaminen sitä edellyttää. Herkissä kohteissa, kuten pituuskaltevuudeltaan jyrkissä paikoissa, voidaan työvaiheen aiheuttamaa eroosioriskiä vähentää suojaamalla paljaita pintoja esimerkiksi geotekstiileillä, eroosiosuojamatoilla ja joissain tapauksissa hakkeella. Rakenteellista eroosiosuojausta tarvitaan etenkin isoissa tai jyrkissä luiskissa ja vastakaivetuissa ojissa, joissa on suuri virtaama. Tällaisissa kohteissa tulee käyttää louhetta, geotekstiilejä tai eroosiosuojamattoja, hakkeella suojaaminen soveltuu ainoastaan kohteisiin, joissa kaltevuudet ja hulevesivirtaamat ovat pieniä. Geotekstiilien käyttöä luiskien ja uomien eroosiosuojauksessa on havainnollistettu kuvassa 28. Mahdollisuuksien mukaan nykyisiä ojarakenteita tulee käyttää mahdollisimman pitkään alueen rakentumisen alkaessa, sillä nykyisien ojarakenteiden pohja ei ole yhtä eroosioherkkä kuin uusien vastakaivettujen ojien pohjarakenne. 18 Riipinen, M. 2013. Vesien käsittely työmailla – valvontaa ja ohjeistusta Helsingissä. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 31 (38) 13.4.2015 Kuva 28. Vasen kuva: Tekstiilien tai mattojen käyttö eroosiosuojauksessa. Oikea kuva: Pääojan verhous geotekstiilillä tai eroosiomatolla. 8.3 Viivytys/laskeutus Kiintoaineksen poistaminen hulevesistä on mahdollista myös viivytys- tai laskeutusaltailla. Altaiden toiminta perustuu siihen, että altaat joko pysäyttävät määrätyn vesimäärän joksikin aikaa kokonaan tai ainakin hidastavat virtausnopeutta niin paljon, että veden kuljettama kiintoaines ehtii laskeutua altaan pohjalle ennen kuin vesi on kulkenut altaan läpi. Allas voidaan toteuttaa joko patoamalla ja kaivamalla olemassa oleva maastopainanne tai maapenkereillä. Vedet voidaan johtaa laskeutusaltaaseen myös pumppaamalla, mikäli pinnanmuodot ja korkeussuhteet tätä vaativat. Olemassa olevan maastopainanteen käyttö on suositeltavinta, etenkin jos painanteessa ei tehdä muita rakennustöitä kuin mitä itse pato vaatii. Tällöin kasvillisuus ja pintakerros tehostavat kiintoaineksen pidättymistä, eikä itse allaspaikka kärsi eroosiosta. Altaiden sijoittamista pääuomiin, joissa virtaamat ovat suuria, tulee välttää. Rakentamisvaiheen laskeutusaltaat on tarkoitettu nimenomaan kiintoaineksen vähentämiseen, jolloin niitä ei tarvitse mitoittaa pysäyttämään suuria vesimääriä pitkiksi ajoiksi. Riittää, että viipymä altaassa on riittävän suuri karkean siltin tai hienon hiekan laskeuttamiseksi. Myös lopullisen vaiheen hulevesien hallintamenetelmiä, kuten viherpainanteita, voidaan käyttää rakentamisen aikaisten hulevesien käsittelyyn, mutta tällöin rakentamisen aikana kertynyt kiintoaines tulee poistaa niistä ennen varsinaista käyttöönottoa, etenkin, jos kyseessä on imeyttämiseen perustuva hallintamenetelmä. Rakentamisvaiheen hulevesien hallinta tulee tehdä mahdollisimman yksinkertaisesti ja toimintavarmasti. Suurien altaiden kaivamista hulevesien käsittelemiseksi tulee välttää, koska tällöin on vaarana, että kaivetuista rakenteista aiheutuu enemmän kiintoaineksen kulkeutumista kuin niiltä alueilta, joiden vesiä järjestelmien tulisi käsitellä. Tästä johtuen rakennusvaiheen hulevesien hallinta toteutetaan pienikokoisilla järjestelmillä, jotka sijoittuvat pääosin lopullisen tilanteen hulevesijärjestelmien paikoille. Altaiden purkupisteeseen rakennetaan puhdistusta tehostava suotopato toiminnan tehostamiseksi. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 32 (38) 13.4.2015 8.4 Suunnittelualueen rakentamisen aikaisten hulevesien hallintasuunnitelma ja suositeltavat purkupisteet Liitteessä 3 on esitetty yksityiskohtaisemmat rakentamisen aikaisien hulevesien hallintaa varten. toimenpiteet suunnittelualueen Yleissuunnitelmassa on esitetty muun muassa suositeltavimmat hulevesien purkupisteet, joihin rakentamisen aikaiset hulevedet tulisi johtaa tai tarvittaessa pumpata. Purkupisteinä toimivat kappaleen 8.3 mukaiset matalat lasketusrakenteet, joiden purkurakenteina toimivat kappaleen 8.1 mukaiset suodattavat murskepadot. 9 HULEVESIJÄRJESTELMIEN HUOLTO JA KUNNOSSAPITO Jotta sekä rakentamisen aikaiset että lopulliset hulevesien hallintajärjestelmät toimivat suunnitellusti, tulee järjestelmien kunnossapidosta ja huollosta huolehtia säännöllisesti. Laskeutus-/viivytysaltaiden kiintoaineksen kertymistä suositellaan seurattavan säännöllisesti. Altaiden pohjalle/syvänneosaan kertynyt kiintoaines on tarvittaessa poistettava. Mikäli lietteelle/kiintoainekselle varattu tila on täyttymässä tai kiintoaines on lähdössä uudelleen liikkeelle, tulee tila tyhjentää. Mikäli kiintoainesta on kertynyt purkurakenteisiin, tulee myös ne puhdistaa. Lietteen/kiintoaineksen asianmukainen vastaanottopaikka on selvitettävä. Patorakenteet on suositeltavaa tarkistaa esimerkiksi runsaiden virtaamien jälkeen. Patoamalla tehtyjen rakenteiden paikalla pysymistä ja padon pitävyyttä on ajoittain tarkkailtava. Mikäli havaitaan muodonmuutoksia, tulee ne korjata. Suodattavissa patorakenteissa tulee huolehtia riittävästä läpäisevyydestä. Mikäli havaitaan tukkeutumista, tulee suotopato uusia. Kaikista järjestelmistä tulee olla ylivuoto ylivuotoreitin kunnossapidosta tulee huolehtia. suunnittelualueen pääuomaan. Myös Tulvatasanteita suositellaan hoidettavan niittämällä. Kukkaniityt voidaan niittää syksyisin elo-syyskuussa kukinnan päätyttyä. Niittojäte suositellaan poistettavan muutaman päivän kuluttua siemenien varistuttua maahan. Niitossa käytetään esimerkiksi tasoleikkuria. Jatkosuunnittelussa tulee huomioida, että tulvatasanteiden luiskien kaltevuudet ovat riittävän loiva, jotta ne on mahdollista niittää keräävillä koneilla. Suunnittelualueella ehdotetut hulevesien hallintajärjestelmät on pyritty mahdollisuuksien mukaan sijoittamaan suunniteltujen kevyen liikenteen väylien ja katualueiden varsille, jolloin hulevesirakenteiden huoltoreitit tulisi myös huomioitua. Hulevesirakenteiden saavutettavuus on tärkeää, jotta edellä mainitut huolto- ja kunnossapitotehtävien suorittaminen onnistuu asianmukaisesti. 10 HULEVESIEN HALLINTAJÄRJESTELMIEN RAKENTAMISEN VAIHEISTUS Skanssi rakentuu osissa kohtuullisen pitkän ajan kuluessa, josta johtuen suunnittelualueen hulevesirakenteiden toteutuksessa tulee kiinnittää huomioita siihen, mitkä hulevesirakenteet on oltava olemassa kukin suunnittelualueen osa-alueen rakentuessa. Suunnittelualueen rakentamisen vaiheistusta on havainnollistettu liitteessä 3. Hulevesien laadullisen hallinnan kannalta tärkeintä on, että rakentamisen aikaiset hulevesijärjestelmät ja uusien virtausreittien eroosionsuojaus ovat valmiina ennen kuin hulevesiä alkaa muodostumaan työmaalla. Hulevesien määrällisen hallinnan kannalta FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 33 (38) 13.4.2015 tärkeät rakenteet, kuten tulvatasanteet ja viherpainanteet, tulee valmistua ennen kuin korttelialueiden katto- ja asfalttipintoja aletaan rakentaa. Taulukossa 2 on kootusti esitetty hulevesijärjestelmien rakentamisen vaiheistus. Taulukko 2. Hulevesirakenteiden rakentamisen vaiheistus Hulevesijärjestelmä tai rakentamisvaihe Toteuttamisvaihe 1 Hulevesien johtamisreitit Uusi pääuoma rakennetaan, kun nykyisen suunnittelualuetta halkovan avo-ojan kohdalla aletaan rakentaa. 2 Hulevesien johtamisreittien eroosionsuojaus Kunkin ojan rakentuessa. Hulevesien johtamisreitteihin rakennettavat työnaikaiset 3 laskeutusrakenteet ja suodattavat murskepadot Esirakentamisen, kuten maanrakennustöiden alkaessa. 4 Alueellisien tulvatasanteiden rakentaminen Katto- ja asfalttipintojen rakentuessa. 5 Alueellisien tulvatasanteiden maisemointi Tulvatasanteiden rakentumisen jälkeen, suodattavien murskepatojen tarpeen poistuessa. Ympäröivien alueiden valmistuessa. 11 KUSTANNUSARVIO Lopullisen tilanteen hulevesien hallintarakenteiden kustannuksia arvioitiin karkeasti taulukon 3 mukaisesti. Kustannusarviossa on käytetty muun muassa hulevesioppaan 19 ja FOREn20 kustannuslaskentaohjelman mukaisia hintoja hulevesien hallintamenetelmille. Hulevesioppaassa ilmoitetut kustannukset ovat sidottu vuoden 2010 kustannustasoon. Kokonaiskustannusarviot on kootusti esitetty taulukossa 3. Taulukko 3. Kunnostustoimenpiteiden kustannusarviot (Alv. 0%) Kohde Yksikköhinta [€] Määrä Kustannus [€] 18 €/ m2 n. 14 000 m2 250 000 40 €/m n. 1 500 m 60 000 (esitetty liitteessä 2) Suunnittelualueen keskellä sijaitsevat tulvatasanteet Korttelikohtaiset viivyttävät viherpainanteet Yhteensä (sis. Yleiskulut + 30%) Noin. 400 000 € Viherpainanteiden kustannusarviossa on hulevesioppaan mukaisesti oletettu painanteiden olevan keskimäärin noin 3 m leveitä, 0,4 m syviä ja pohjapadolla varustettuja. Tulvatasanteiden kustannuslaskelmassa20 on arvioitu maankaivua muodostuvan karkeasti noin 20 000 m3 (pinta-ala 14 000 m2, 1,5 m keskisyvyys), joka kuljetetaan noin 10-15 km päähään suunnittelualueesta. Kustannusarviossa ei ole huomioitu maisemoinnin ja virkistystoimintojen kustannuksia. Kustannusarvion loppusummaan lisätty 30% yleiskulut sisältävät arvion muun muassa rakennussuunnittelun kustannuksista sekä rakennustöiden työmaatehtävistä. Kustannusarvio on alustava ja sitä tulee jatkosuunnittelussa maankäyttösuunnitelmien ja hulevesien hallintasuunnitelmien tarkentuessa tarkentaa. 12 LUMEN VARASTOINTI JA SULAMISVESIEN HALLINTA 12.1 Talviaikaiset hulevedet Talven aikana syntyy hulevesiä, eli nk. sulamisvesiä, sekä leutoina jaksoina keskellä talvea, syystalven loskakeleillä että kevään sulamiskauden aikana. Suurin huippu osuu 19 20 Kuntaliitto. 2012. Hulevesiopas fore.in-infra.net FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 34 (38) 13.4.2015 tyypillisesti kevään sulamiskauteen, jolloin suurin osa lumesta sulaa suhteellisen lyhyessä ajassa. Lumien nopea sulaminen aiheuttaa luonnollisen kevätylivalumatilanteen viher- ja metsäalueilla, mutta myös rakennetulla alueella voi esiintyä lyhytkestoinen huippu, joka menee ohi tyypillisesti muutamassa päivässä. Rakennetulla alueella talviaikainen hulevesivalunta on varsin näkyvä ilmiö, koska tyypillisesti umpeen jäätyneet hulevesikaivojen kannet aiheuttavat tavanomaista suurempaa lammikoitumista ja pintavaluntaa katualueella. Suunnittelualueen luonnolliset virtausreitit ovat kohtuullisen pieniä ojia, joissa ylivirtaamakausi tarkoittaa kosteaa jaksoa, jolloin maanpäällistä valuntaa tapahtuu tavanomaista enemmän. Maanpäällinen virtaus korostuu, kun maaperän routa on sulanut. Varsinaisista kevättulvista ei näissä tapauksissa kuitenkaan puhuta. Talviaikaiset hulevedet ovat tyypillisesti kesäaikaisia hulevesiä likaisempia. Erityisesti kiintoainesmäärät voivat olla mm. hiekoituksesta johtuen korkeita. Myös esimerkiksi aurauksen ja nastarenkaiden irrottama kiintoaines ja pöly heikentävät hulevesien laatua. Keväällä lumikasojen sulaessa kasojen sisältämät runsas hiekoitushiekka, roskat ja muut epäpuhtaudet ovat alttiita kulkeutumaan hulevesien mukana ympäristöön. Nämä likaiset hulevedet aiheuttavat sekä esteettistä haittaa sekä kuormittavat ympäristöä. 12.2 Lumen lähisiirtopaikkojen suunnittelu Lumen lähisiirrolla tarkoitetaan lumen siirtämistä lähelle, saman katualueen tai korttelin sisällä sen sijaan, että lunta kuormataan kuorma-autoihin ja kuljetetaan virallisiin keskitettyihin lumenvastaanottopaikkoihin. Lähisiirron kannattavat maksimipituudet vaihtelevat lähteestä riippuen noin 75–200 metriin.21 Viimeaikaisissa selvityksissä on selvästi todettu, että lumen lähisiirto tulee edullisemmaksi kuin lumen kuljettaminen kauemmaksi keskitettyihin lumenvastaanottopaikkoihin. Lähisiirtämällä 30 % lumesta, saatiin esimerkkitapauksessa 19 % kustannussäästöt ja 12 % säästöt hiilidioksidipäästöissä. Kuntien on suositeltavaa lisätä lähisiirtopaikkojen käyttöä jo yksin kustannussyistä, mutta se on tarpeen myös olemassa olevien lumenvastaanottopaikkojen kuormituksen rajoittamiseksi. 21 Lähisiirtopaikat tulee suunnitella alueellisina kokonaisuuksina ja huomioida jo kaavoitusvaiheessa. Lähisiirtopaikkojen sijoittamisessa tulee ottaa huomioon mm. alueen kuivatus, likaisten hulevesien käsittely, maapohjan kantavuus ja eroosioherkkyys. Erityishuomio tulee asettaa ylläpidon tarpeisiin kuten työkoneiden liikkumismahdollisuuksiin. Lisäksi on huomioitava lumen väliaikaisen varastoinnin vaikutus kaupunkikuvaan ja asukkaiden viihtyvyyteen. Keväisin alueet tulee puhdistaa hiekoitushiekasta ja roskista mahdollisimman nopeasti.21 12.3 Suositukset suunnittelualueelle Suunnittelualueelle suositellaan lumen lähisiirtopaikkojen käyttöä. Lähisiirtopaikat olisi hyvä osoittaa jo kaavassa esimerkiksi puisto- tai erikoisalueena ja tarvittavin lisämerkinnöin kuten varattu hulevesille ja lumenvarastointiin. Lumen lähisiirtopaikkojen toteuttamiseen suositellaan seuraavia ohjeita: 21 Lähisiirtopaikkojen sulamisvedet tulisi mahdollisuuksien mukaan päätyä joko maanpäällistä reittiä tai hulevesiviemäriverkkoa pitkin vesiä käsitteleviin ojiin tai viherpainanteisiin ennen kuin vedet johdetaan purkuvesistöön Keskinen Anna. 2012. Aalto-yliopisto, diplomityö. Lumilogistiikan tehostaminen kaupungeissa. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 35 (38) 13.4.2015 Alueiden kuivatuksen turvaamiseksi lähisiirtopaikka ei saa tukkia kokonaan hulevesiviemärin tai rummun purkupaikkaa tai niihin liittyviä ojia. Lähisiirtopaikat tulee keväällä pystyä puhdistamaan roskasta ja kiintoaineesta koneellisesti. 12.4 Lähisiirtopaikkojen mitoitus Lähisiirtopaikkojen mitoitus tehtiin perustuen lumiylijäämään eli siihen arvioituun lumimäärään, joka ei mahdu katujen lumitiloihin. Mitoitus perustuu Bohlinin kehittämään menetelmään22, joka on esitelty Keskisen diplomityössä21. Sen perusteella uusien asuinalueiden lähisiirtopaikkojen mitoitusperuste on vuositasolla asuntokaduilla 1,5 m³/katumetri ja kokoojakaduilla 1,0 m³/katumetri. Katumetrien ja lumiylijäämän perusteella laskettiin katukohtaiset lähisiirtopaikkojen tilavuustarpeet. Tilavuustarpeet kerrottiin varmuuskertoimella 1,2, joka kuvaa kasojen hajauttamista. Kasojen muotona tarkoitukseen soveltuva puolisuunnikas22 ja suurimmaksi lakikorkeudeksi asetettiin 2,5 m, jolloin ne ovat tehtävissä ongelmitta normaalilla pienikokoisellakin aurauskalustolla (Wille 355B). Tällä laskentatavalla mitoitusperusteet ovat seuraavat: 100 m asuntokatua 150 m³ lumen lähisiirtotilaa pinta-alatarve n. 120 m². 100 m kokoojakatua 100 m³ lumen lähisiirtotilaa pinta-alatarve n. 70 m². Näin saatiin suuntaa antavat lähisiirtopaikkojen pinta-alat katuosuuksittain. Lähisiirtopaikkojen pinta-alatarpeet on esitetty liitteessä 4. Suunnittelualueen kaikki katuosuudet tulkittiin mitoituslaskelmissa tonttikaduiksi. 13 YHTEENVETO 13.1 Lähtökohdat Työssä on laadittu Turun Skanssin alueelle hulevesisuunnitelma maankäytön yleissuunnitelman pohjalta. Työn suunnittelualue käsittää Skanssin yleissuunnitelmaalueen, jonka lisäksi lähiympäristöstä muodostuvat hulevedet on huomioitu tarvittavilta osin laajemmaltakin alueelta. Suunnittelualueen maaperä on vaihtelevaa, korkeusasemiltaan suunnittelualue on hyvin tasaista. Alue sijaitsee Jaaninojan valuma-alueen latvaosissa, josta hulevedet johdetaan Helsingin valtatien alitse hulevesiviemärissä Jaaninojaan. Myös Skanssin ostoskeskuksen hulevedet ohjataan samaa reittiä Skanssinveräjän kohdalla alkavassa 1200B putkessa. Jaaninojaa on kunnostettu muun muassa Biolaakson ja Pääskyvuoren kohdalla. Jaaninojassa on havaittu myös hulevesitulvia rankkasateiden yhteydessä. 1200B:na alkavan putkilinjan teoreettinen maksimikapasiteetti on mallinnustulosten perustella noin 1 400 l/s, mutta tulvatilanteessa linjan välityskapasiteetti on kuitenkin suurempi, johtuen yläjuoksulle padottavan veden hydraulisesta gradientista. Mallinnustulosten perusteella 1 400 l/s suuremmilla virtaamilla purkuputken virtaama muuttuu siis paineelliseksi. 13.2 Maankäytön aiheuttamat muutokset Tulevan maankäytön myötä suunnittelualueelle tullaan alustavien maankäyttösuunnitelmien perusteella rakentamaan uusia asuin- ja työpaikka-alueita. Tulevassa tilanteessa hulevesien huippuvirtaamat muodostuvat lumen sulamisvirtaamien sijasta 22 Bohlin Peter. 2011. Diplomityö. Luleå Tekniska Universitet. Snöhantering i Luleå tätort. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 36 (38) 13.4.2015 rankkasateiden aikana. Hulevesien huippuvirtaamat kasvavat laskennallisesti jopa kolme kertaa nykytilannetta suuremmiksi. Skanssin ostoskeskuksen ja sitä ympäröivien asuinkerrostalokortteleiden hulevedet purkautuvat nykyiseen hulevesiverkostoon nopeasti ja tehokkaasti, sillä alueella ei ole toteutettu hulevesien viivytystoimenpiteitä. Lisäksi alue on kokonaan hulevesiviemäröity. Vastaavasti suunnittelualueelta hulevedet purkautuvat tulevassakin tilanteessa hitaammin, johtuen pääosin suunnittelualueen erittäin loivista pituuskaltevuuksista ja hulevesien johtamisesta avo-ojissa, jolloin hulevesien virtausnopeudet ovat huomattavasti hitaampia. Skanssin ostoskeskuksen ja suunnittelualueen hulevesien erilaisista johtumisnopeuksista johtuu, että 1200B alkavan purkuputken välityskapasiteetti riittää noin kerran 5 vuodessa toistuvaan tilanteeseen. Harvinaisemmilla rankkasateilla Itäkaaren hulevesilinjan virtaus muuttuu paineelliseksi ja hulevesiä alkaa padottumaan yläpuoliseen verkostoon. 13.3 Suunnittelut hallintatoimenpiteet Suunnittelualueelle esitetään monivaiheista ja hajautettua hulevesien hallintajärjestelmää, jolla tavoitellaan sekä hulevesien laadun että määrän tehokasta hallintaa. Hallintaketju alkaa kortteleiden sisälle hajautetuista järjestelmistä, kuten viherpainanteista ja sadepuutarhoista, joista hulevesien hallinta jatkuu yleisillä alueilla rakennettavilla hulevesiä viivyttävillä tulvatasanteilla. Velvoittavia korttelikohtaisia hulevesijärjestelmiä ei esitetä erillispientaloalueille. Korttelikohtaisten järjestelmien mitoituksessa päädyttiin mallinnustulosten perusteella esittämään asuinkerrostalo-kortteleiden ja muiden tiivisti rakentuvien korttelialueiden osalta 1 m3/ 100 vettä läpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Yleisien alueiden hulevesien tulvatasanteet mitoitetaan mallinnustuloksien perusteella kerran 100 vuodessa toistuvalle tilanteelle, sillä suunnittelualueella ei ole kunnollisia tulvareittejä, joita pitkin johtaa tulvavedet pois alueelta. Väljästi rakennetuille asuinalueille, kuten AO-alueille tonttikohtaiset hulevesien hallintatoimenpiteet ovat vain suosituksia ja koskevat lähinnä kattovesien hallintaa ja läpäisevien päällysteiden suosimista. Korttelikohtaisten järjestelmien tulee tyhjentyä viimeistään 12 tunnin kuluessa täyttymisestään ja niistä on oltava hallittu ylivuoto yleisen alueen johtamisreiteille tai viivytysjärjestelmiin. Korttelikohtaisten viivytysjärjestelmien viivytystilavuus ei saa täyttymisestään tyhjentyä kuitenkaan alle 0,5 h:ssa. 13.4 Rakentamisen aikaisien hulevesien hallinta Suunnittelualueelle on esitetty muun muassa suositeltavimmat hulevesien purkupisteet, joihin rakentamisen aikaiset hulevedet tulisi johtaa tai tarvittaessa pumpata. Purkupisteet varustetaan kappaleen 8.3 mukaisella matalla painanteella, jonka purkurakenteena toimii kappaleen 8.1 mukainen suodattava murskepato. Rakennettavat uudet ojarakenteet tulee eroosiosuojata mahdollisimman nopeasti kaivamisen jälkeen. 13.5 Lumen varastointi ja sulamisvesien hallinta Suunnittelualueelle suositellaan lumen lähisiirtopaikkojen käyttöä. Lähisiirtopaikat olisi hyvä osoittaa jo kaavassa esimerkiksi puisto- tai erikoisalueena ja tarvittavin lisämerkinnöin kuten varattu hulevesille ja lumenvarastointiin. Lumen lähisiirtopaikkojen toteuttamisessa suositellaan, että sulamisvedet tulisi mahdollisuuksien mukaan päätyä joko maanpäällistä reittiä tai hulevesiviemäriverkkoa pitkin vesiä käsitteleviin ojiin tai viherpainanteisiin ennen kuin vedet johdetaan purkuvesistöön. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 37 (38) 13.4.2015 Lisäksi alueiden kuivatuksen turvaamiseksi lähisiirtopaikka ei saa tukkia kokonaan hulevesiviemärin tai rummun purkupaikkaa tai niihin liittyviä ojia. Lumen lähisiirtosuunnitelma on esitetty liitteessä 4. 14 SUOSITUKSET JATKOSUUNNITTELUUN 14.1 Jaaninoja Jaaninojan yhteydessä on havaittu useampia rankkasateiden aiheuttamia tulvatilanteita muun muassa Taalintehtaankadulla. Suunnittelualueen tulevan maankäytön myötä hulevesivirtaamat tulevat kasvamaan vettä läpäisemättömien pintojen kasvun myötä. Suunnitelluilla hulevesien hallintatoimenpiteillä viivytetään ja käsitellään hulevesiä ennen Jaaninojaan johtamista, mutta hallintajärjestelmien suunniteltu mitoitus ei riitä huippuvirtaamien pitämisellä nykytilanteen tasolla harvinaisempien sadetapahtumien yhteydessä. Suunnittelualueen hulevesien hallintajärjestelmien mitoitusta ei ole myöskään tarkoituksen mukaista mitoittaa viivyttämään hulevesien nykytilanteen tasolle poikkeustilanteidenkin varalta, sillä kyseinen viivytysvaatimus johtaisi kohtuuttoman suuriin viivytystilavuuksiin ja tilantarpeisiin. Jaaninojan tulvaongelmien hallinnan osalta suositellaan koko Jaaninojan ja sen päävaluma-alueen mallintamista, jotta ojan pullonkaulat ja muut ongelmakohdat saataisiin asianmukaisesti selville. Lisäksi mallintamalla voidaan kustannustehokkaasti selvittää eri toimenpidevaihtoehtojen vaikutuksia tulvaongelmien hallintaan. 14.2 Alueellisten tulvatasanteiden geometria Tässä työssä suunnitellut ja mitoitetut hulevesien tulvatasanteet on suunniteltu niin, että tulvatasanteet tulisivat osittaiseen käyttöön jo kerran vuodessa toistuvilla rankkasadetapahtumilla. Tulvatasanteiden maksimitilavuus tulisi käyttöön kuitenkin vasta poikkeuksellisen harvinaisen rankkasadetapahtumien aikana. Tulvatasanteen käyttöä voidaan tarvittaessa muokata purkuputkien kokoja ja korkeusasemia muuttamalla. Jatkossuunnistelussa tulevan maankäytön tarkentuessa, on tulvatasanteiden mitoitusta suositeltava tarkistaa erityisesti jos altaiden tilanvarausta halutaan muuttaa ja tulevan maankäytön tehokkuus muuttuu olennaisesti tässä suunnittelutyössä käytetystä yleissuunnitelman2 mukaisesta maankäyttösuunnitelmasta. Jatkosuunnittelussa tulee huomioida, että tulvatasanteiden luiskien kaltevuudet ovat riittävän loiva, jotta ne on mahdollista niittää keräävillä koneilla. 14.3 Hulevesien hallintajärjestelmien toteutussuunnittelu Korttelikohtaisista hallintajärjestelmistä tulee laatia tarkennetut suunnitelmat jatkosuunnittelun yhteydessä. Yleiselle alueelle sijoittuvista tulvatasanteista tulee laatia tarkempi toteutussuunnitelma. FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 13.4.2015 FCG Suunnittelu ja Tekniikka Oy Hyväksynyt: Jouni Hyypiä toimialajohtaja, dipl.ins. Tarkastanut: Eeva-Riikka Bossmann projektipäällikkö, dipl.ins. Laatinut: Eric Wehner erikoissuunnittelija, dipl.ins Pekka Raukola suunnitteluinsinööri, dipl.ins Eeva Eitsi maisema-arkkitehti, MARK 38 (38)
© Copyright 2024