PROJEKTIVASTAAVA. Jari Elo TEKIJÄ. Heli Jaakola

Transkriptio

1 TILAAJA / PROJEKTIN NIMI Kuopio / Heinjoen ylijäääaiden läjitysalue TYÖNUMERO PROJEKTIVASTAAVA Jari Elo TEKIJÄ Heli Jaakola PÄIVÄYS Johdanto Heinjoen alueelle ollaan laatiassa uutta ylijäääaiden läjitysaluetta. Alueelle on tarkoitus tuoda vain puhtaita aalajeja. Hulevedet huuhtovat ukaansa läjitysalueelta aa-aineksia. Heinjoen suojeleiseksi alueelta uodostuvia hulevesiä viivytetään ja huuhtoutuvat hienoainekset laskeutetaan ennen purkua Heinjokeen. Hulevesirakenteiden itoituksessa huoioidaan radan länsipuolelta uodostuvat hulevedet, jotka johdetaan alueelle nykyistä Ø800 rupua pitkin aa-ainesten läjitysalueelle. Valuaalueen pinta-ala on yhteensä noin 130 ha. Tässä tarkastelussa itoitetaan laskeutusaltaan tarvitsea tilantarve ja tilavuus. 2. Laskeutusallas Mitoitusperiaatteet Hulevesioppaan (Kuntaliitto 2012) ohjeellisten itoitusperiaatteiden ukaan hulevesien käsittelyjärjestelät itoitetaan pysäyttäään ja käsitteleään 80 % vuosittaisista sadetapahtuista. Tätä suureat virtaaat johdetaan ylivuotoa rakenteen ohi. Hyvän etsänhoidon vesiensuojelu suosituksissa (Metsätalouden kehittäiskeskus Tapio, 2012) laskeutusaltaat esitetään itoitettavaksi keskiylivirtaaan (Mhq) perusteella, jolla tarkoitetaan vuoden suurinta vuorokauden keskiääräistä virtaaaa. Tässä selvityksessä laskeutusaltaan itoituksessa on käytetty keskiylivirtaaaa. Laskeutusaltaan toiinta perustuu veden virtausnopeuden hidastuiseen, jolloin aa-aines laskeutuu altaan pohjaan. Metsätalouden kehittäiskeskus Tapio suosittelee laskeutusaltaiden itoituksessa käytettäväksi seuraavia ohjeita: - yläpuolisen valua-alueen suuruus ha - vesipinta /valua-aluehehtaari - vesitilavuus /valua-aluehehtaari - veden virtausnopeus altaassa korkeintaan 1-2 c/s - veden viipyä altaassa vähintään 1h - luiskien kaltevuus enintään 45 % Sweco Ypäristö Oy 1 (5) Ilalanportti 2, Helsinki Mäkelininkatu 17 A, Oulu PL 453, Tapere Uudenaankatu 19 A, Turku etunii.sukunii@sweco.fi puh Y-tunnus

2 Käytetyt itoitusarvot Valua-alueen pinta-ala on edellä esitettyä suositeltua valua-aluetta suurepi, utta vain 10 ha alueelta hulevedet johdetaan suoraan laskeutusaltaaseen. Muilla alueilla (120 ha) uodostuvat hulevedet johdetaan hulevesiä viivyttävän suoalueen kautta laskeutusaltaalle. Suoalueella viivytetään hulevesiä niin, että yhteenlaskettu tulovirtaaa laskeutusaltaalle vastaa noin 40 ha valua-alueelta uodostuvaa keskiylivirtaaaa. Maanpinnan korkeus laskeutusaltaan kohdalla on +119,8 119,9 ja ojan pohja on noin +119,0. Valua-alueet ja laskeutusaltaan sijainti on esitetty kuvassa 2.1 ja laskeutusaltaan tiedot taulukossa 2.1. Kuva 2.1. Valua-alueet, laskeutusaltaan ja viivyttävän suoalueen sijainti. Kuvassa valua-alueet, joilta hulevedet johdetaan Heinjokeen laskeutusaltaan kautta on rajattu paksulla, punaisella viivalla. Maa-aineskasat vihreällä. Taulukko 2.1. Laskeutusaltaan tiedot Paraetri Yksikkö Valua-alue ha Ylivirtaaa Hq (1/20a) l/s/k 2 Keskiylivirtaaa MHq l/s/k 2 Tulovirtaaa 3/h Altaan seinäkaltevuus Altaan syvyys Vesikerroksen paksuus altaassa itoitustilanteessa Vesikerroksen paksuudesta lietevaraa Altaan pituus aanpinta / pohja Altaan leveys aanpinta / pohja *Laskeutusaltaan seinäien kaltevuus tulee varistaa geoteknikolta. 2 (5) _Kuopio_Heinjoki_altaan itoitus.docx Käytetty arvo :3* 1,3 1,0 0,3 45 / 37,2 15 / 7,2

3 Veden poikkileikkauksen pinta-ala on 7,48 2, kun vesikerroksen paksuus on 1 ja lietteelle on varattu tilaa noin 0,3 altaan pohjalta. Laskeutusaltaassa on vesitilavuutta itoitustilanteessa noin 400 3, josta lietteelle on varattu noin Jos altaan tyhjentäinen on hankalaa tai aa-ainepartikkeleiden oletetaan täyttävän sitä nopeasti, kannattaa lietteelle varata eneän tilaa. Veden virtausnopeus altaassa on lietevara huoioiden noin 1 c/s ja viipyä 1 h. Muita huoioita Laskutusaltaiden vesiensuojeluvaikutusta voidaan edistää, ikäli vedet on ahdollista johtaa altaasta perkaaatta jäävän kasvipeitteisen laskuojan kautta vesistöön. Laskeutusaltaan purkupäähän on hyvä jättää kynnys tai jättää laskuoja atalaaksi kuin altaaseen laskeva oja. E. laskuissa purkuojan syvyydeksi on oletettu reilu 0,3. Virtaaansäätörakenteella voidaan tehostaa altaan toiivuutta. Virtaaansäätörakenne ahdollistaa vedenpinnan nostaisen altaassa väliaikaisesti tulva-aikoina, jolloin altaan toiinnallinen pinta-ala kasvaa. Altaalle tulee rakentaa ylivuoto tavanoaista suurepia virtaaia varten. Toteutussuunnittelussa tulee huoioida, että altaan pohjalle kertyvät lietteet tulee tyhjentää ajoittain. Altaan tyhjennystä voi helpottaa käyttäällä virtaaansäätörakenteena putkipatoa, joka ahdollistaa yös kulkuyhteyksien parantaista. Vesi tulee saada jaettua altaalle tasaisesti koko altaan leveydelle. Monesti ongelallisiksi uodostuvat suorakulaisten altaiden tulo- ja purkupää, joiden kulissa vesi ei vaihdu. Soikion allinen allas yös istuu aiseaan helpoin. Osa hulevesien sisältäästä kiintoaineesta laskeutuu suoalueelle hulevesien viivytyksen yhteydessä. Kiintoaineen pidättyistä suoalueelle voi tehostaa täyttäällä suoalueen ojia, jolloin vesi suotautuu aaperän ja kasvillisuuden läpi eli suoalue toiii pintavalutuskenttänä. 3. Viivytys suoalueella Mitoitusperiaatteet Äkillisillä rankkasateilla ja luen sulaisessa uodostuvia virtaaahuippuja viivytetään suoalueella ennen johtaista laskeutusaltaaseen. Mitoitustarkastelu tehdään neljässä eri toistuvuustilanteessa: joka toinen vuosi (1/2a), joka viides vuosi (1/5a), joka 10 vuosi (1/10a) ja joka 50. vuosi (1/50a) toistuvalla itoitussateella ja luen sulaisen keskiylivirtaaalla. Viivytys toteuttaaan niin, että tulovirtaaa laskeutusaltaalle olisi yhteensä enintään /h. Laskeutusaltaaseen johdetaan lähivalua-alueelta (10 ha) suoraan noin 90 3 /h virtaaa, eli suolta saa purkautua korkeintaan /h virtaaa. Tarkasteltavan valua-alueen pinta-ala on noin 120 ha. 3 (5) _Kuopio_Heinjoki_altaan itoitus.docx

4 Viivytys rankkasadetilanteessa Hulevesivirtaaa rankkasadetilanteessa lasketaan seuraavalla kaavalla: Q = Ψ F i, jossa Q on virtaaa (l/s), Ψ on valuakerroin (-) ja F on valuakertoien pinta-ala (ha) ja i on itoitussateen intensiteetti (l/s/ha). Valuakertoiet on valittu Liikenneviraston ohjeen (5/2013) Teiden ja ratojen kuivatuksen suunnittelu ukaan (taulukko 3.1). Alue on nykytilassa etsää, suota ja peltoa. Valuakertoien oletetaan olevan suuriillaan käytön aikana, kun kasa-alueilta puuttuu kasvillisuuden vettä käyttävä ja virtaaaa hidastava vaikutus. Valuakertoiista on valittu elko pienet kertoiet, koska alueen aaperä on pääsoin hiekkaoreenia, joka on oletettu vettä hyvin ieväksi. Lisäksi radan länsipuolen hulevedet johdetaan radan ali virtaaaa viivyttävän ojitetun suoalueen kautta. Tässä tarkastelussa käytetyt valuakertoiet on esitetty taulukossa 3.2. Taulukko 3.1. Valuakertoiien vaihteluvälit (Liikenneviraston ohje 5/2013) Maankäyttö suo kupuileva sekaetsä tasainen sorakenttä soratie, soraluiska Valuakertoien vaihteluväli 0,05 0,20 0,05 0,20 0,00 0,05 0,20 0,50 Taulukko 3.2. Valua-alueen oinaisuudet: pinta-ala ja valuakerroin Maankäyttö suo / etsä aankaatopaikka yhteensä Pinta-ala (ha) Valuakerroin 0,05 0,30 0,10 Sateen kesto valittiin valunta-ajan perusteella. Valunta-aika arvioitiin käyttäällä ohjeellista virtausnopeutta 0,5 /s (virtausnopeus ojassa). Valunta-ajaksi arvioitiin reilu 1h, jonka perusteella itoitussateen kestoksi valittiin 1h. Mitoitussateet ja uodostuva hulevesivirtaaa on esitetty taulukossa 3.1. Vesikerroksen paksuus on arvioitu 2 hehtaarin suopinta-alalle laskettuna. Vesikerroksen paksuus jäi kaikilla tarkastelutilanteilla alle 20 c paksuiseksi. Taulukko 3.3. Mitoitussateen intensiteetti, virtaaa ja viivytystarve 60 in sadetapahtualla. Toistuvuus 1/2a 1/5a 1/10a 1/50a Intensiteetti (l/s/ha) Virtaaa (3/h) Viivytystarve (3) (5) _Kuopio_Heinjoki_altaan itoitus.docx Vesikerroksen paksuus (c)

5 Viivytys keskiylivirtaaatilanteessa 120 ha valua-alueen keskiylivalua on noin 176 l/s/k 2, ikä vastaa noin /h virtaaa. Vuorokauden kestävässä virtaaatilanteessa viivytystarve olisi noin Kahden hehtaarin suoalueella tää tarkoittaisi noin 70 c vesikerrosta. Muutoslista FIJELO FIJELO FIEHNA VALMIS FIJELO FIJELO FIEHNA LUONNOS MUUTOS PÄIVÄYS HYVÄKSYNYT TARKASTANUT LAATINUT HUOMAUTUS 5 (5) _Kuopio_Heinjoki_altaan itoitus.docx

6 LASKEUTUSALTAAN PERIAATEKUVA Kaltevuus 1:3 Eroosiosuojaus -kiviheitoke -suodatinkangas -padon sydän savi/tiivis oreeni Mitoitusvirtaaa 270 3/h Pohjaaa kaivetaan suuniteltuun syvyyteen siten, että pohjaaa viettää in 0,003%. Laskeutusaltaan pohja puhdistetaan kiintoaineesta kaivaalla tai iukauhalla. Altaan reunat vuorataan savikerroksella kauttaaltaan iniissään 0,3 paksulla savikerroksella. Pohjaaa alueella on vaihtelevasti löyhää/ tiivistä siltti-/hiekkaoreenia. Vanha ojan uoa Ylivuotorakenne unkin sivusta -kiviheitoke -suodatinkangas -Padon sydän savi/tiivis oreeni Vedensäätelyrakenne (unkki)