Hulevesiverkostojen mallinnus

Transkriptio

1 KOUVOLAN VESI OY, KOUVOLAN KAUPUNKI JA KYMEN VESI OY Hulevesiverkostojen mallinnus Loppuraportti LUONNOS FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY P31223 / P31228

2 Loppuraportti 1 (65) Eric Wehner Sisällysluettelo 1 Johdanto Lähtökohdat ja tavoitteet Projektin organisaatio Lähtötiedot Selvitysalue Valuma-alueet ja reitit Maankäyttö Hulevesimallinnus Mallinnuksen periaatteet Hydrologinen malli Hulevesien muodostuminen Osavaluma-alueet Mitoitussateet Hydraulinen malli Virtausreitit Pumppaamot Viivytysrakenteet Riskit ja epävarmuudet Alustava Kapasiteettitarkastelu Johdanto Kymen Vesi alue Kouvolan alue Epäselvät kohdat Mahdollisia ongelmakohtia Yhteenveto ja johtopäätökset... 65

3 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 2 (65) Hulevesiverkostojen mallinnus 1 Johdanto 1.1 Lähtökohdat ja tavoitteet Tämän työn tarkoituksena oli laatia hulevesimalli koko Kouvolan, Kuusankosken, Korian ja Anjalankosken alueelle lukuun ottamatta. Hulevesimallinnus laadittiin FCGswmm-mallinnusohjelmalla, joka perustuu maailman ehkä käytetyimpään Yhdysvaltain ympäristöministeriön kehittämään hydrologisen ja hydraulisen mallinnuksen yhdistämään SWMM-mallinnusohjelmaan. Hulevesimalliin tuotiin mallinnetun alueen hulevesiviemäriverkosto ja pintavaluntareitit sekä valuntareittien valuma-alueet ja niiden hydrologiset parametrit (esim. läpäisemättömyys, painannesäilyntä). Työn tavoitteena oli muun muassa toimia työkaluna edellä mainittujen alueiden hulevesiverkostojen suunnittelulle sekä ongelma-alueiden tunnistamiselle. Rakennettu malli antaa pohjan jatkoa varten, sillä sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi arvioitaessa maankäytön muutoksen vaikutuksia hulevesien määrään ja laatuun, tarkasteltaessa vastaanottavan verkoston kapasiteetin riittävyyttä sekä hulevesirakenteiden mitoitukseen (esim. viivytysaltaat). 1.2 Projektin organisaatio Hulevesimalli on tehty konsulttityönä :ssä, jossa työn projektipäällikkönä on toiminut Eeva-Riikka Bossmann ja pääsuunnittelijana Eric Wehner. Työn tilaajana ovat Kouvolan Vesi Oy, Kouvolan kaupunki ja Kymen Vesi Oy. Tilaajan ohjausryhmään ovat kuuluneet: Mikko Tiainen Teija Suutari Tapani Vuorentausta Jussi Kimmo Noora Liljanto Jaana Pulkkinen Kouvolan Vesi Oy Kouvolan Vesi Oy Kouvolan kaupunki Kouvolan kaupunki Kymen Vesi Kymen Vesi 1.3 Lähtötiedot Hulevesimallinnuksessa käytetty lähtöaineisto: - Maanmittauslaitos (MML) Peruskartat Taustakartat Ortokuvat Korkeusmallit (2x2 ja 10x10 metriä) Maastotietokanta - Pohjakartat rakennetulle alueelle

4 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 3 (65) - Hulevesiviemäriverkosto Kouvola: o perusjohtokartta ( ), lisätiedot Trimble-järjestelmän kautta, viimeiset osa-alueiden päivitykset saatu (sisältäen uusia mittauksia) o hulevesipumppaamoiden sijainnit, pumppujen tietolehdet o viivytysrakenteiden tiedot (Nummentie ja Keskuspuisto) o merkittävät mitatut rummut (viimeiset tiedot saatu ) Kymen Vesi: perusjohtokartta ( ), osa-alueiden päivitykset , viimeinen päivitys Kymen Veden KeyAqua-järjestelmän perusteella. - Oiva- ja Hertta-tietokanta, SYKE - Google StreetView 2 Selvitysalue 2.1 Valuma-alueet ja reitit Valuma-alueet määritettiin kantakartan ja Maanmittauslaitoksen avoimen korkeusaineiston sekä hulevesiviemäröinnin verkostokartan perusteella. Lähtökohtana valuma-alueiden rajaamiselle toimi ympäristöhallinnon tietojärjestelmästä saatava vesistöaluejako. Valuma-aluerajaukset tehtiin hulevesivaikutusten määrittelyn edellyttämään kokonaisuuteen. Selvitysalue sisältää pääasiallisesti alueet, joilta löytyy merkittävä putkitettu hulevesiverkosto, sekä rakentamattomat alueet, jotka ovat liitetty putkitettuun verkostoon. Selvitysalueella määritettiin Valuma-alueet: 1455 osavaluma-aluetta (noin 150 km 2 ) Valumareitit: noin 125 km avo-ojia, noin 440 kpl rumpua ja noin 230 km sadevesiviemäröinti Selvityksenä rakennettiin 2 erilaista mallia Kouvolan ja Kymen Veden alueille erikseen. Kuvassa 1 on esitetty Kouvolan alueen ja kuvassa 2 Kymen Veden mallinnetut valuma-alueet ja -reitit.

5 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 4 (65) Kuva 1. Kouvolan alueen mallinnetut valuma-alueet ja reitit.

6 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 5 (65) Kuva 2. Kymen Veden alueen mallinnetut valuma-alueet ja reitit.

7 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 6 (65) 2.2 Maankäyttö 3 Hulevesimallinnus Valuma-alueiden maankäyttömuotojen määrittelyssä hyödynnettiin Maanmittauslaitoksen avointa maastotietokantaa. Maankäyttöarviot tarkistettiin vielä ilmakuvien perusteella. Selvitysalueen läpäisemättömien pintojen ominaisuuksia ja niiden vaikutuksia hulevesien muodostumiseen on kuvattu tarkemmin hulevesimallinnusta käsittelevässä kappaleessa Mallinnuksen periaatteet Hulevesimallinnuksessa käytettiin FCGswmm ohjelmaa, joka on FCG:n sovellus avoimeen lähdekoodiin perustuvasta Storm Water Management Model ohjelmasta. Laskentaohjelma sisältää hulevesien muodostumista kuvaavan hydrologinen 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. Valuma-alueiden ominaisuuksina huomioidaan mm. pinta-ala, läpäisemättömän pinnan määrä, painannesäilynnän suuruus, keskimääräinen kaltevuus sekä virtausvastuskerroin. Mallinnuksen tuloksena saadaan osavaluma-aluekohtaiset purkautumiskäyrät, jotka toimivat syötteenä hydrauliselle verkostomallille. Hydraulinen malli rakennettiin yhdistämällä edellä kuvattu hydrologinen valumaaluemalli avouomista ja sadevesiviemäreistä muodostuvaan verkostomalliin. Mallin avulla voitiin tarkastella monipuolisesti mm. ajasta riippuvia virtaamien summakäyriä ja vedenpinnan tasoja. Hydraulisessa mallinnuksessa käytettiin nk. dynaamista menetelmää 1, jolla voitiin tarkastella monimutkaisiakin ilmiöitä kuten paineellista virtausta, taaksepäin virtausta sekä virtausreittien tulvimista ja padotusta. Ote rakennetusta hulevesimallista on esitetty kuvissa 1 ja Hydrologinen malli Hulevesien muodostuminen Hulevesien muodostuminen riippuu pääasiassa läpäisemättömien katto- ja asfalttipintojen määrästä ja laadusta. Merkittävimpiä ovat kattopinnat, koska ne ovat usein kytketty suoraan tontin kuivatusjärjestelmään. Lisäksi kattojen kaltevuus on muita rakennettuja pintoja suurempi ja virtausvastus pieni, etenkin peltikatoilla. Näin ollen kattovedet johtuvat nopeasti syöksyputkien kautta suoraan hulevesiviemäriverkkoon tai maan pinnalla oleviin hulevesikouruihin ja edelleen osavaluma-alueen purkupisteeseen. Piha- ja katualueiden asfalttipinnoilla hulevesien muodostuminen on lähes yhtä tehokasta, mutta virtausnopeudet jäävät keskimäärin kattopintoja alhaisemmiksi. Läpäisemättömien pintojen määrän lisäksi on huomioitava myös pintojen laatu sekä hulevesien keräys ja johtaminen, jotka lopulta ratkaisevat alueelta purkautuvien hulevesien määrän ja virtaaman. Pintojen hyvä laatu pienentää pintojen painanteisiin varastoituvan veden, eli painannesäilynnän määrää. Rakentamisen myötä pinnat tyypillisesti tasoittuvat, niiden kaltevuudet kasvavat 1 US EPA Storm Water Management Model (SWMM), User s manual, version 5.0.

8 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 7 (65) ja päällystämättömätkin pinnat tiivistyvät kulutuksesta johtuen, mitkä kaikki nopeuttavat valunnan kertymistä ja pienentävät häviöitä. Esimerkiksi luonnontilainen alue voi pidättää jopa 10 mm sademäärän, kun taas uusi asfalttipinta pidättää vain alle millimetrin. Valuma-alueilta määritettiin läpäisemättömien pintojen kokonaismäärä, 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 imemään kaikkea niille satavaa vettä. Tarkasteluissa käytetyt läpäisemättömän pinnan osuudet (TIA) ja painannesäilynnän ominaisarvot erilaisille pinnoille on koottu taulukkoon 1. Taulukko 1. Tarkasteluissa käytetyt rankkasadetilanteissa pätevät pintojen TIA-arvot sekä painannesäilynnän ominaisarvot. Pinta TIA Painannesäilyntä katto 100 % 0,5 mm asfaltti 90 % 1 mm kiveys, laatat, sora 40 % 3 mm viherpinta, maa 15 % 7 mm metsä, puisto 10 % 12 mm Valuma-alueiden parametrien määrittelyyn (TIA ja painannesäilyntä) käytettiin Maanmittauslaitoksen tarjoamaa maankäytön Maastotietokantaa. Aineiston perusteella määriteltiin selvitysalueen maankäyttötyyppien (esimerkiksi metsä ja rakennukset) jakauma. Määritelty maankäyttö tarkistettiin ja tarvittaessa korjattiin vielä ilmakuvien perusteella. Lopuksi jokaiselle osavaluma-alueelle laskettiin keskimääräiset hydrologiset parametrit. Malli ei suuresta osavalumaaluemäärästä johtuen vastaa tarkkuustasoltaan välttämättä jokaisen verkoston kohteen kapasiteettitarkasteluun vaadittavaa tasoa. Mallia ja sen parametreja on syytä tarkentaa aina kohdekohtaisesti jatkotarkastelujen yhteydessä Osavaluma-alueet Mallinnusta varten selvitysalue jaettiin hulevesiviemärin verkostokartan ja karttatarkastelujen perusteella osavaluma-alueiksi. Tavoitteena oli osoittaa kullekin merkittävälle verkoston haaralle oma valuma-alueensa, jotta verkostoon päätyviä virtaamia ja niiden yhteisvaikutusta voitaisiin mallintaa mahdollisimman tarkasti. Todellisuudessa kunkin osavaluma-alueen sisälle jää edelleen pienempiä vedenjakajia, joten valuma-aluejakoa olisi mahdollista tarkentaa, mutta tarkemmalla jaolla saavutettavat hyödyt voisivat jäädä kuitenkin vähäisiksi. Kullekin osavaluma-alueelle määritettiin karttatarkastelun ja ilmakuvien perusteella omat hydrologiset parametrinsa. Osavaluma-alueiden välillä arvojen vaihtelu on luonnollisesti suurta. Osavaluma-alueita ryhmiteltiin isommiksi kokonaisuuksiksi esimerkiksi purkupisteiden tai muiden hydraulisten kiinteästi paikallaan olevien kohteiden, kuten tierumpujen, perusteella. Kuvissa 1 ja 2 on esitetty myös osavaluma-aluejako. Valuma-alueet määritettiin koko selvitysalueelle, mutta niiden tarkkuustaso vaihtelee ollen tarkempi tiiviisti

9 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 8 (65) Mitoitussateet rakennetussa ympäristössä ja epätarkempi rakentamattomilla alueilla. Mallinnettu osavaluma-aluemäärä on koko selvitysalueella 1455 (noin 150 km 2 ) Kouvolan alue: yli 1100 osavaluma-aluetta, yhteensä noin 100 km 2. Kymen Veden alue: yli 350 osavaluma-aluetta, yhteensä noin 50 km 2. Mitoitussade määritetään valuma-alueen pinta-alan, kertymisajan ja sateen toistuvuuden perusteella. Suurimmat hulevesivirtaamat saavutetaan yleensä silloin, kun rankkasateen kesto valitaan kertymisajan eli valuma-alueen etäisimmästä reunasta purkupisteeseen kuluvan virtausajan pituiseksi 2. Toisin sanoen kertymisaika määrittää suurimpien virtaamahuippujen esiintymishetken rankkasateen alkamishetkestä lukien. Hulevesiviemäriverkostossa pahin hetkellinen tulvatilanne syntyy lyhytkestoisella, intensiteetiltään suurella rankkasateella silloin, kuin usean osavaluma-alueen huippuvirtaamat esiintyvät samanaikaisesti samassa verkoston osassa. Sen sijaan esimerkiksi hulevesialtaissa pahimmat tulvatilanteet aiheuttavat yleensä pitkäkestoisemmat rankkasateet, joiden sademäärä on suuri. Valuma-alueen pinta-alan, muodon ja maankäytön lisäksi kertymisaikaan vaikuttaa olennaisesti sateen rankkuus. Heikoilla sateilla vaaditaan pitkäkestoisempi sadetapahtuma virtaamahuipun saavuttamiseksi, kun taas hyvin rankoilla sateilla virtaamahuippu muodostuu pintojen nopean kastumisen johdosta selvästi lyhemmässä ajassa. Sateen alkuhäviöiden vaikutus kertymisaikoihin jää kuitenkin vähäisiksi, kun siirrytään kerran viidessä vuodessa tai tätä harvemmin toistuviin tilanteisiin. Mallien sisältämät käytetyt sateet Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU) 3 loppuraportin mukaisia, sateen keskimääräisiä intensiteettejä 1 km 2, 9 km 2 ja 100 km 2 aluesadannalle. Sadetiedot perustuvat Suomessa kesällä aikana tehtyihin tutkasadehavaintoihin ja vastaavat Etelä-Suomen sateita. Valuma-alueiden koot, joilta hulevesiä kertyy uomille, vaihtele huomattavan paljon. Suuremmille valuma-alueille suositellaan käyttää 9 km 2 aluesadannan intensiteettejä ja rakennettujen alueiden pienemmille valuma-alueille 1 km 2 aluesadantaa. 3.3 Hydraulinen malli Virtausreitit Hulevesimalli sisältää yhteensä: Kouvolan alueella: o ~100 km avo-oja o ~320 kpl rumpua, yhteensä noin 5,5 km o ~200 km hulevesiviemäriverkostoa Kymen Veden alueella: 2 Suunnittelukeskus Oy Hulevesien luonnonmukaisen hallinnan menetelmät, suunnitteluohje. 3 Aaltonen, J. ym Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU). Suomen Ympäristö, s.

10 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 9 (65) Pumppaamot o ~25 km avo-oja o ~120 kpl rumpua, yhteensä noin 2 km o ~30 km hulevesiviemäriverkostoa Hulevesiviemäriverkoston mallintamiseen käytettiin uusinta asiakkaalta saatua verkostotietoa (viemäröinnistä ja rummuista). Hulevesiviemäriverkostotietoa päivitettiin työnaikana, jolloin hulevesimalliin saatiin lisää tarkemitattua tietoa. Puuttuvat verkostotiedot, kuten kaivojen pohjan korkeudet tai putkien ja rumpujen halkaisijat on lisätty malliin arvioimalla, esimerkiksi interpoloimalla korkeuksia tai vertaamalla läheisen verkoston ominaisuuksia. Sellaisia alueita ei mallinnettu, missä hulevesiverkoston osalta puuttui liikkaa tietoa niin että riittävän tarkka arvio tai interpolointi ei ollut mahdollista. Näillä alueilla osavaluma-alueita yhdistettiin tarpeen mukaan. Rumpujen sijainnit arvioitiin pääasiallisesti kantakartan sekä valuma-alueiden ja -reittien tarkistuksen perusteella. Rumpujen mittaustiedot saatiin verkostokartalta ja tarkemittauksista. Koska selvityksen aikana mittauksia oli osittain vielä tekemättä, puuttuvat tiedot arvioitiin mahdollisimman todenmukaisesti. Avo-ojat ja purot mallinnettiin korkeusmallin, ortokuvan ja kantakartan perusteella. Koska korkeusmallista ei yleensä saa oikeita uomien pohjan korkeuksia (tarkkuus ei ole riittävä tai uomassa on olemassa oleva vedenpinta mittausaikana), uomien mallinnettu kapasiteetti on aina karkea arvio keskimääräisen kaltevuuden ja poikkileikkauksen perusteella arvioituna. Malliin lisättiin useita erilaista peruspoikkileikkauksia, joista valittiin kullekin uomalle sopivin arvio. Arvioidut parametrit on merkitetty malliin. Mallia on suositeltavaa tarkentaa jatkossa tarkemittausten ja kapasiteettitarkastelujen yhteydessä. Lähtötietojen perusteella suunnittelualueella on Kouvolan alueella neljä ja Kymen Veden alueella kuusi oleellista hulevesipumppaamoa. Kouvolan alueella: Koiranraitti, Urheilukenttä, Vilppulantie ja Assessorinraitti Kymen Veden alueella: SVP ja SVP Keltakankaansuora Viivytysrakenteet Kaikki selvityksen aikana saatu tieto pumppaamoista lisättiin malliin, puuttuvat tiedot arvioitiin. Tontti- tai korttelikohtaisia pumppaamoita ei mallinnettu. Hulevesimallissa on mukana kaksi hulevesiviivytysrakennetta. Molemmat sijaitsevat Kouvolan alueella: Nummentien tasausallas ja Keskuspuiston hulevesikasettijärjestelmä. Saatavilla olleet tiedot otettiin huomioon mallia rakentaessa, puutuvat tiedot arvioitiin.

11 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 10 (65) 3.4 Riskit ja epävarmuudet Osa mallinnuksella selvitetyistä ongelmakohdista saattaa johtua puutteellisista tai virheellisistä verkostotiedoista. Mikäli malli näyttää tulvimisongelmia, suositellaan verkoston korkeustasojen ja dimensioiden tarkistusta ennen korjaavien toimenpiteiden suunnittelua. Verkoston tarkistuksen ja mallin päivityksen jälkeen voidaan korjaavat toimenpiteet suunnitella kohde kohteelta mallinnuksen avulla. On myös mahdollista, että malli ei näytä kaikkia ongelmia, mitä todellisuudessa on havaittu, johtuen puutteellisista tiedoista. 4 Alustava Kapasiteettitarkastelu 4.1 Johdanto Hulevesiviemärit mitoitetaan yleisesti kerran kahdessa tai kolmessa vuodessa toistuvan mitoitussateen aiheuttaman virtaaman perusteella. Tulevaisuudessa sateet rankkenevat ilmastonmuutoksen myötä ja siksi hulevesiverkoston kapasiteetin riittävyyttä tarkasteltiin lisäksi kerran viidessä vuodessa toistuvalla sateella. Tärkeiden rumpujen kapasiteettitarkastelua varten käytettiin lisäksi kerran sadassa vuodessa sadetapahtumia. Seuraavissa kuvissa on esitetty mallinnustuloksien huippuylivuoto kaivoista. Esitetty ylivuoto on laskettu kuvissa merkityn sadetapahtuman perusteella. Sen selite on esitetty kuvassa 3. Kuva 3. Simuloidun ylivuodon selite. Vaikka verkoston kapasiteettitarkastelun yhteydessä haetaan ongelmakohtia, ei tämä tarkoita että verkosto olisi alun perin mitoitettu väärin. Monet arvioidut parametrit vaikuttavat mallinnukseen kuten valuma-alueiden maankäyttö, hulevesiverkostoon varsinaisesti liitetty pinta-ala, korkeus- ja kokotiedot verkostokartalta. Kaikki parametrit arvioitiin mahdollisimman hyvin, mutta ne perustuvat kuitenkin arvioon. Mikäli mallinnettu ylivuoto sijaitsee sellaisessa kohdassa, jossa ei ollut aikaisemmin havaittu mitään ongelmaa, se voi johtua esimerkiksi virheellisestä verkostotiedosta tai liitetyn valuma-alueen yliarvioidusta valumakertoimesta. Jos toisaalta on havaittu ongelmakohta, mutta mallinnuksen mukaan seillä ei ole ylivuotoa simuloitu, on ongelmakohtaan liitetty valumaalueen pinta-ala tai valumakerroin on tarkistettava. Alustava kapasiteettitarkastelu tarjoaa siis ensimmäinen lähtökohdan tunnistaa potentiaalisia ongelmakohtia, joita on tarkistettava seuraavassa vaiheessa. Mallinnuskuvissa on näkyvissä valuma-aluekohtaisesti numero, joka vastaa valuma-alueen läpäisemättömyyttä. Numeron perusteella voi havaita miltä alueilta hulevesiä kertyy suhteessa eniten.

12 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 11 (65) 4.2 Kymen Vesi alue Kapasiteettitarkastelu laadittiin perustuen arvioituihin (siis osittain puutteellisiin) tietoihin. Koska raportin valmistelun aikana monista rummuista puutui vielä tarkkaa mittaustietoa, kapasiteettitarkastelu tehtiin pääasiallisesti niiltä alueilta, jolla on hulevesiviemäriverkosto. Kuva 4. Myllykoski, Pekantie: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu vain, kun toistuvuus on 5a ja sadekesto pidempi kuin 30min.

13 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 12 (65) Kuva 5. Myllykoski, Narjuksentie: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu vain, kun toistuvuus on 5a ja sadekesto pidempi kuin 20min. Kaivon kansikorkeus verkostokartalla vain +41,4 mutta MML korkeusmallin mukaan ~+42,0. Kaivon lähtevällä putki on negatiivinen kaltevuus.

14 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 13 (65) Kuva 6. Myllykoski, Saviniemen urheilukeskuksen ympärillä: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu osittain jo 2a toistuvuuden mukaan, jos sadekesto pidempi kuin 30min.

15 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 14 (65) Kuva 7. Myllykoski, Alapuistotie: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu osittain jo 2a toistuvuuden mukaan, jos sadekesto pidempi kuin 20min. Kaarlontien koillis- ja lounaissuunnasta tulevat isot putket ( b), mutta jatkoputken koko on vain 560M. Lisäksi Alapuistontiellä putkien kaltevuus on pieni ja peitesyvyys osittain vain vähän yli metri.

16 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 15 (65) Kuva 8. Myllykoski, Osmontie: Putkien osalta puuttuu kokoja verkostokartalta (arvioitu 250M). Arvioitu virtaama ylittää arvioitujen putkien kapasiteetit osittain kerran 2 vuodessa 30min sadetapahtuman perusteella. Lisäksi verkostokartalta löytyy merkittävää korkeuspudotusta, joka johtuu luultavasti syöttövirheestä.

17 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 16 (65) Kuva 9. Myllykoski, Paperitehtaantie: Arvioitu virtaama ylittää putkien kapasiteetit osittain kerran 2 vuodessa 30min. Syy on luultavasti johdon osittain pienempi peitesyvyys (osittain vain ~1,2m).

18 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 17 (65) Kuva 10. Myllykoski, Kenraalintie/Hämeentie: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu vain, kun toistuvuus on vähintään 5a ja sadekesto pidempi kuin 20min. Kaivon lähtevän putken (Link 26482) kaltevuus hiukan negatiivinen ja siis kapasiteetti on merkittävästi pienempi.

19 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 18 (65) Kuva 11. Myllykoski, Karjalantie: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu vain, kun toistuvuus on vähintään 5a ja sadekesto pidempi kuin 10min. Kaivon peitesyvyys on erittäin pieni (vain vähän yli metri).

20 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 19 (65) Kuva 12. Myllykoski, Ravimiehentie: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu vain, kun toistuvuus on 2a (sadekesto vähintään 60min) tai vähintään 5a ja sadekesto pidempi kuin 20min. Peitesyvyys on osittain melko pieni (~1,2m).

21 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 20 (65) Kuva 13. Karhunkangas, Vahteriatie: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu vain, kun toistuvuus on 2a (sadekesto vähintään 60min) tai vähintään 5a ja sadekesto pidempi kuin 20min. Verkostokartan mukaan, hv-pumppaamolle liitettyjen hulevesiviemäreiden koot vaihtuvat ajoittain (1000B -> 600B -> 1000B) ja siksi kapasiteetti pienentyy. Huom.: pumppaamon tietoja puuttui vielä raportin laatimisen aikana.

22 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 21 (65) Kuva 14. Veikkola, Veikontie: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu vain, kun toistuvuus on vähintään 5a ja sadekesto pidempi kuin 20min. Verkostokartan mukaan, hulevesiviemäreiden koot vaihtuvat ajoittain (225B -> 500B -> 250B).

23 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 22 (65) Kuva 15. Tehtaanmäki, Hirvisuontie/Rinnekaari: kapasiteetti riittää tavallisille mitoitussateille; ylivuoto simuloitu vain, kun toistuvuus on 2a (sadekesto vähintään 60min) tai vähintään 5a ja sadekesto pidempi kuin 20min. Rinnekaaren ja Hirvisuontien liittymästä löytyy yksi kaivo ( ), jonka peitesyvyys on erittäin pieni (~60cm), tosin kannen korkeus on arvioitu vain MML:n korkeusmallin perusteella. Hirvisuon-/Hallasentiellä putkien

24 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 23 (65) kaltevuudet ja siis kapasiteetit pienentyvät alajuoksun suuntaan, vaikka sen pitäisi olla toisinpäin. Kuva 16. Anjala, Elimäentie/Koivulaaksontie: Putkien koot ja kaivojen korkeudet ovat osittain arvioituja. Lisäksi liittymä Elimäentieltä Koivulaaksontielle on epäselvä: 315Mputken purkupiste on verkostokartalla Koivulaaksontien pohjoisrajalla; siellä puuttuu varmasti liitos Koivulaaksontien hv-viemäriin. Suositellaan lisäksi tarkistamaan, mihin Kirkkovuorentien -alueen (vasemmassa yläkulmassa) hulevedet on liitetty. 4.3 Kouvolan alue Kapasiteettitarkastelu laadittiin perustuen arvioituihin (siis osittain puutteellisiin) tietoihin. Siksi tehtiin tarkastelu pääasiallisesti niiltä alueilta, joilla on tarpeeksi tarkkaa mittaustietoa. Simuloinnin mukaan löytyi niin paljon mahdollisia ongelmakohtia, kun mallinnettiin kerran viidessä vuodessa sadetapahtumat, että

25 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 24 (65) Epäselvät kohdat niitä ei kaikkia voitu listata tässä raportissa. Syynä oli myös useassa kohtaa epäselvät putki- ja kaivotiedot, jotka voivat vaikuttaa simuloituihin ylivuotoihin. Seuraavissa kappaleissa esitetään kohdat, joilla virtausreitti on vielä epäselvä, ja joilla siten on mahdollisia ongelmakohtia. Kuva 17. Likolampi: Likolammen kapasiteetti ja säännöstely eli purkurakenteen tiedot tarvitaan mallinnusta varten.

26 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 25 (65) Kuva 18. Eskolanmäki, Lampi Oravanraitin lähellä: lammen kapasiteetti ja sääntely eli purkurakenteen tietdot tarvitaan mallinnusta varten.

27 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 26 (65) Kuva 19. Kuusaantien ja Lahdentien liittymän ympärillä: virtausreitit ovat osittain epäselviä. Valuma-alueselvitys korkeusmallin ja kantakartan perusteella antavat osittain erilaisia virtaussuuntia. Risteyksestä puutuu vielä tärkeiden rumpujen tietoja. Tommolankadun, Lehtikaaren ja Kuusaantien muodostaman ympyrän muotoisen alueen kuivatusrummun liittyminen hulevesiviemäriverkostoon on epäselvä.

28 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 27 (65) Kuva 20. Kouvolan keskus, KSS Energia Areena: Areenan liittymä hulevesiverkostoon on epäselvä. Arvioitiin, että se on liitetty 800b pääjohtoon, joka kulkee urheilupuiston läpi.

29 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 28 (65) Verkostokartan perusteella pumppaamon ympärillä hulevesiverkosto epäselvä Tämän alueen liittymä hulevesiverkostoon on vain karkeasti arvioitu Pumppaamon purkupiste/lähtöputki puuttuu verkostokartalta Kuva 21. Koria, Koriantien ja Anjalantien liittymän ympärillä: Asessorinraitin pumppaamon liittymä hulevesiverkostoon on vielä osittain epäselvä. Yhden Koriantien pohjoispuolella sijaitsevan osavaluma-alueen liittymä hulevesiverkostoon on epäselvä (siellä sijaitse luultavasti rumpu, jonka tieto vielä puuttuu). Urheilukentän pumppaamon lähtöputken sijainti ja tiedot puuttuvat vielä.

30 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 29 (65) Kuva 22. Kouvolan Betoni Oy:n alue: Tämän alueen liittyminen hulevesiverkostoon on vielä epäselvä.

31 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 30 (65) Verkostokartalla hulevesiputken purkupiste on tässä Tämän alueen liittymä hulevesiverkostoon on vielä arvioitu Kuva 23. Kuusaantien ja Koriansuoran liittymän ympärillä: Verkostokartalta puuttuu vielä Kallantien 300B putkien liittyminen Kuusantien alapuolella sijaitsevaan hulevesiverkostoon.

32 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 31 (65) Mahdollisia ongelmakohtia Kuva 24. Puistomaa, Puistokatu: Verkostokartan mukaan putkikoko vaihtuu 500B -> 300B alajuoksun suuntaan ja kaltevuus on osittain pieni tai jopa negatiivinen. Mahdollinen ylivuoto simuloitu jo 1/2a sadetapahtuman mukaan.

33 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 32 (65) Kuva 25. Kuusaa, Kuusaantie/Kunnanpellontie: Verkostokartan mukaan putkikoko vaihtuu 400b/400M -> 300b alajuoksun suuntaan. Mahdollinen ylivuoto simuloitu jo 1/2a sadetapahtuman mukaan.

34 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 33 (65) Kuva 26. Kuusaa, Kuusaantie/Valtakatu: liittymä on epäselvä (verkostokartalla ei ole liittymistä)

35 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 34 (65) Kuva 27. Kuusaa, Maunukselantie: Verkostokartan mukaan putkikoko vaihtuu 300b -> 500b -> 300b alajuoksun suuntaan. Mahdollinen ylivuoto jo 1/2a sadetapahtuman mukaan. Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a.

36 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 35 (65) Kuva 28. Kuusaa Valtakatu/Killingintie: epärealistinen putken koko ja korkeusero.

37 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 36 (65) Kuva 29. Paloharju, Palolantie: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a. Kaviolla kaltevuus ja siis kapasiteetti pienentyy.

38 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 37 (65) Kuva 30. Mäkikylä, Tapiolantie: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a. Verkostokartalla kavion kannen korkeus on vielä väärin (MLL korkeusmallista arvioimalla: ~ +69,75), oikean korkeuden mukaan, ei simuloitua ylivuotoa.

39 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 38 (65) Kuva 31. Mäkikylä, Olkitie: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a. Kaltevuus on osittain negatiivinen ja peitesyvyys paikoin vain vähän yli metri.

40 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 39 (65) Kuva 32. Niskala, Niskalantie/Peltotie: Verkostokartan mukaan putkikoko vaihtuu 500B -> 300B -> 200M alajuoksun suuntaan.

41 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 40 (65) Kuva 33. Niskala, Niskalankatu: sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a. Putkien kaltevuudet ja siten siis kapasiteetit pienentyvät osittain alajuoksun suuntaan.

42 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 41 (65) Kuva 34. Mäyrämäki, Raidekuja: Verkostokartalla kaivon kannen korkeus liian pieni (MML korkeusmalli: ~+64.25). Verkostokartalla putken kaltevuus on negatiivinen.

43 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 42 (65) Kuva 35. Takaharju, Kuusaantie: Kuusaantien alittavat rumpu on luultavasti suurempi kuin verkostokartalla oleva koko 300B. Jos koko Takaharjun alue olisi liitetty 300b-rumpuun, sen kapasiteetti ei olisi riittävää.

44 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 43 (65) Kuva 36. Mäyränkorpi, Suoratie/Mäyräkorventie: Verkostokartan mukaan putkikoko vaihtuu 500b -> 300b alajuoksun suuntaan.

45 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 44 (65) Kuva 37. Ravikylä, Salmentie: Verkostokartan mukaan Ravilankaarella on epärealistinen korkeusero, mutta ylivuoto on osittain myös mahdollinen, vaikka korjaus olisi arvioitu.

46 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 45 (65) Kuva 38. Lehtomäki, Utunmäentie: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a.

47 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 46 (65) Kuva 39. Lehtomäki, Ruuhikaari: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a.

48 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 47 (65) Kuva 40. Lehtomäki, Tyttilammenkatu: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a.

49 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 48 (65) Kuva 41. Tornionmäki, Utinkatu: Verkostokartalla muutamia putkien kokojen vaihtumisia, mutta ylivuoto on osittain myös mahdollinen, vaikka koko putkiosuuden koko olisi 500b.

50 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 49 (65) Kuva 42. Tornionmäki, Nevantie: Verkostokartalla 400b rummun kaltevuus on negatiivinen. Lisäksi liitettyjen putkien koot pienempiä (300B).

51 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 50 (65) Kuva 43. Kouvola, Karjalankatu/Palomäenkatu: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on jo vähintään 2a.

52 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 51 (65) Kuva 44. Kouvola, Urheilupuisto: Ylivuoto simuloitu jo silloin, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 2a. Putkien kaltevuus ja siis kapasiteetti vaihtuu huomattavasti alajuoksun suuntaan. Lisäksi putkien koko pienentyy 800b -> 690b Notkotiellä.

53 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 52 (65) Kuva 45. Käpylä, Kanervistentie/Utinkatu: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on jo vähintään 2a.

54 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 53 (65) Kuva 46. Kouvola, Kuusantie-Kymenlaaksontie/Varuskuntakatu: Ylivuoto simuloitu jo silloin, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 2a (Varuskuntakatu). Varuskuntakadulla putkien kaltevuus ja siis kapasiteetti pienentyy alajuoksun suuntaan.

55 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 54 (65) Kuva 47. Kouvola, Tunnelikatu: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a.

56 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 55 (65) Kuva 48. Kaunisnurmi, Eräpolku: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on jo vähintään 2a. Verkostokartalla putkien koko vaihtuu 300b -> 225b ->300b alajuoksun suuntaan. Kapasiteetti siis pienentyy merkittävästi kaivon alajuoksulla.

57 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 56 (65) Kuva 49. Halkotorinpuisto, Halkotorinkatu: Ylivuoto simuloitu, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a. Verkostokartalla putkien koko vaihtuu 400M -> 225B -> 450M alajuoksun suuntaan ja kaivon yläpuolella putkella on negatiivinen kaltevuus.

58 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 57 (65) Kuva 50. Korjala, Kaupinkatu: Verstaskadulla ja Reijulankadulla peitesyvyys on osittain melko pieni (1,2-1,5m). Siellä löytyy hv-viemäröiden lisäksi avo-ojia / viherpainanteita, suositellaan siis tarkistamaan, mitä on liitetty viemäriin.

59 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 58 (65) Kuva 51. Kouvola, Kymenlaaksontie/Alakyläntie: Kymenlaaksontien alittavalla putkella johon Ahontien hulevedet ovat osittain liitetty, on hyvin pieni kapasiteetti. 400B-putken kapasiteetti on siis pienempi kuin 315m putkien yläjuoksulla. Lisäksi alikulun alueella kaivojen peitesyvyys on erittäin pieni. Neste-aseman lähellä sijoitetun kaivon ( ) korkeus on vain arvioitu. Verkostokartan mukaan Tasankotien alapuolella sijaitsevan putken ( ) kaltevuus negatiivinen ja se siis aiheuttaa padotusta. Alakyläntiellä

60 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 59 (65) yhden putken ( ) kaltevuus eli kapasiteetti pienentyy vähän, joka voi aiheuttaa myös padotusta. Kuva 52. Sarkola, Kankaronkatu/Peltomiehenraitti/Oksantie: Kapasiteetti vaihtuu pääasiallisesti kaltevuuden mukaan ja pienentyy alajuoksun suuntaan (osittain myös negatiivinen).

61 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 60 (65) Kuva 53. Sarkola, urheilupuiston ympärillä: Rusekinraitin ja Suomenkadun liittymällä on verkostokartan mukaan negatiivinen kaltevuus ja muihin putkiin verrattain pienempi peitesyvyys. Tervalepäntieltä Toukotielle putkien kapasiteetti osittain pienentyy merkittävästi (negatiivisen) kaltevuuden mukaan.

62 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 61 (65) Kuva 54. Koria, Voimatie: Mahdollinen ylivuoto, jos sateen toistuvuus on 2a ja sadekesto 60min. Kapasiteetti osittain pienentyy alajuoksun suuntaan.

63 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 62 (65) Kuva 55. Hiivuri, Vilppulantie/Isopartiantie: Verkostokartan mukaan löytyy muutamia epärealistisia putkien kokojen vaihtumisia sekä korkeuseroja. Simuloitu ylivuoto pienentyy merkittävästi, jos arvioidaan todennäköisemmät putkikoot. Lisäksi kaivon peitesyvyys on vain vähän yli metri.

64 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 63 (65) Kuva 56. Sopenpelto, Tapanintie: Verkostokartan mukaan löytyy muutamia epärealistisia putkien kokojen vaihtumisia sekä korkeuseroja.

65 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 64 (65) Kuva 57. Kotkankallio, Sarapolku/Riihitie: Molempien 600ter-rumpujen kapasiteetit ylittyvät mallinnuksen mukaan, jos sadetapahtuman toistuvuus on vähintään 5a (Sarapolku) tai 20a (Riihtie).

66 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Loppuraportti 65 (65) 5 Yhteenveto ja johtopäätökset Tässä työssä laadittiin hulevesimalli koko Kouvolan, Kuusankosken, Korian ja Anjalankosken alueelle. Työtä varten määritettiin yhteensä noin 1450 osavalumaaluetta. Hulevesiviemärin verkostokartan ja maankäyttöanalyysien avulla alueesta laadittiin SWMM hulevesimalli, jolla verkoston käyttäytymistä voitiin tarkastella monipuolisesti. Hulevesimallia varten tehtiin mittauksia, joiden avulla selvitettiin olemassa olevan hulevesiviemäriverkoston mittatietoja. Osavaluma-alueiden hydrologian sekä tiettyjen kuivatusjärjestelmää koskevien geometristen (hydraulisten) parametrien suhteen on jouduttu tekemään oletuksia. Tämä koskee erityisesti useita avouomia, jotka yhdistävät viemäriverkoston eri osia. Mallia on suositeltavaa päivittää, kun uutta tietoa verkostosta tulee. Erityisesti tämä koskee alueita, joita halutaan tutkia tarkemmin tai joiden tiedetään aiheuttavan ongelmia. Malli tulisi myös kalibroida, jos mahdollista. Kohtalaisella tarkkuudella kalibrointi voidaan tehdä vertaamalla mallinnettua dataa havaintoihin, joita on tehty todellisten mallinnettua vastaavien sateiden aikana. Kalibrointia voi myös tarvittaessa parantaa virtaama- ja vedenkorkeusmittauksilla sekä vastaavan sadetapahtuman mittaamisella. Malli on hyvä pohja tulevia tarkasteluja varten, vaikka nyt tehty hulevesimalli ei vastaa tarkkuustasoltaan välttämättä jokaisen kohteen kapasiteettitarkasteluun vaadittavaa tasoa. Tarkastanut: Jouni Hyypiä toimialajohtaja, DI Laatineet: Eeva-Riikka Bossmann projektipäällikkö, DI Eric Wehner erikoissuunnittelija, DI