Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio Veden kierron hallinta ja ekosysteemipalvelut kaupunkiympäristössä

Transkriptio

1 Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio Veden kierron hallinta ja ekosysteemipalvelut kaupunkiympäristössä EAKR-projektin loppuraportti Ari Jolma (toim.)

2 Saatesanat Tässä raportissa on esitetty EAKR-hankkeen Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio: veden kierron hallinta ja ekosysteemipalvelut kaupunkiympäristössä tavoitteet, tehdyt toimet, aikaansaadut tulokset, suunnitelmat tulosten hyödyntämisestä sekä hankkeen kuluessa tehty tiedottaminen. Nämä on raportissa esitetty ensin koko hankkeen kannalta ja sitten osahankkeittain. Hanke oli käynnissä ja sen osatoteuttajat olivat Aalto-yliopisto, Helsingin yliopisto ja Päijät-Hämeen koulutuskonserni -kuntayhtymä. Hanketta koordinoi Aalto-yliopisto. Rahoituksen hankkeelle myönsi Päijät-Hämeen liitto ja hankkeen koodi oli A Hanketta rahoittivat myös Lahden kaupunki ja Lahden yliopistokeskus. Tämä raportti ja hankkeen toteuttajien yhdessä kokoama ja sen on toimittanut Ari Jolma Aalto-yliopistosta.

3 Yleiskatsaus hankkeeseen Hankkeen tavoitteet Hankkeen päätavoitteena oli rakentaa Lahden alueelle pitkäjänteinen tutkimusyhteistyön alusta kestävän urbanisaation prosessien analysoinnin ja hallinnan tueksi. Tavoitteena oli synnyttää toiminta-alusta ja sitä tukeva infrastruktuuri alan parhaiden tutkimusryhmien välille monitieteisen, kansallisesti ja tieteellisesti merkittävän ongelman ratkomiseksi. Yhteistyöalustan ytimen muodostaneet ryhmät olivat kaupunkiekosysteemien tutkimusryhmä Helsingin yliopistosta, vesitekniikan ja ympäristöinformatiikan tutkimusryhmät Aalto-yliopistosta sekä Lahden ammattikorkeakoulun ympäristöteknologian koulutusala. Tavoite jaettiin kolmeen osatavoitteeseen, jotka olivat rakentaa valuma-aluelähtöinen koekenttäverkosto ja tehdä mittaussuunnitelma, jolla selvitetään taajamaviheralueiden merkitystä ihmisen terveyden kannalta oleellisiin ekosysteemipalveluihin; tuottaa ja jalostaa olemassaolevien tutkimusaineistojen sekä uusien, koekenttäverkostolla kerättävien hydrologisten mittausten ja vedenlaatutietojen pohjalta tieteellistä informaatiota kaupunkivesiä koskevan tietämyksen parantamiseksi ja kestävän kaupunkisuunnittelun tukemiseksi; määritellä hankkeen tuloksiin nojaavassa suunnittelussa ja päätöksenteossa hyödynnettävä tietoinfrastruktuuri sekä ympäristötietolaboratorio, joka hyödyntää ja luo koealustan hankkeen tietoinfrastruktuurista. Tehdyt toimet Hankkeessa muodostettiin verkostoitunut hanketyöryhmä, joka kokoontui usein ja teki yhteistyötä hankkeen tavoitteiden saavuttamiseksi. Tavoitteena olleet tutkimusalueverkosto, siihen liittyvät ja sillä kerättävät tutkimusaineistot sekä tietoinfrastruktuuri suunniteltiin, koottiin ja tuotettiin hanketyöryhmän puitteissa. Työryhmä analysoi hankkeen aiheena olevaa ongelmaa ja tuotti useita ratkaisuja ja työkaluja sen osiin. Työn tuloksista tiedotettiin hankkeen puitteissa järjestetyssä seminaarissa sekä lukuisissa esitelmissä, julkaisuissa ja muilla tavoin. Hankkeen ohjausryhmä kokoontui seitsemän kertaa. Tulokset Hankkeen tuloksena syntyi tutkimusyhteistyön alusta, joka muodostuu Helsingin yliopiston, Aalto-yliopiston ja Lahden ammattikorkeakoulun tutkijoista, opettajista ja opiskelijoista, tutkimusalueverkostosta, tietoinfrastruktuurista sekä tutkimusaineistoista. Hankkeen tuloksena syntyi uutta tietämystä kaupunkivesistä ja niiden merkityksestä ja tätä tietämystä siirtyi kaupunkisuunnittelun tueksi. Hankkeen myötä osatoteuttajien osaaminen ja tietotaito kaupunkihydrologian ja sen tutkimuksen alalla lisääntyi. Hanke vahvisti tutkimusyhteistyötä ja muuta yhteistyötä Lahden alueen korkeakoulujen, viranomaisten ja muiden toimijoiden kesken. Tavoitteiden ja tulosten vertailu sekä kokemukset hankkeesta Hanke saavutti sille asetetut tavoitteet.

4 Hanke kokosi yhteen aiemmin saatuja, erityisesti EAKR-rahoitteisessa STORMWATERhankkeessa saatuja tuloksia ja liitti ne osaksi rakennettua koealueverkostoa ja sen tuottamaa tutkimusaineistoa. Hankkeen tulokset olivat hyviä ja niiden tieteellinen arvo on suuri. Kokemukset hankkeesta olivat positiivisia, hankeyhteistyö vahvisti kunkin tahon omaa työtä ja hankkeen toteuttaminen oli sujuvaa eikä tuntunut turhan byrokraattiselta. Osittain sujuvan toteuttamisen perustana oli aiemmat kokemukset ja jo aiemmin alkanut yhteistyö. Hankkeen ohjausryhmä oli asiantunteva ja edisti hankkeen etenemistä suunnitelman mukaisesti. Suunnitelmat tulosten hyödyntämisestä Kukin osatoteuttaja hyödyntää hankkeen tuloksia omassa tutkimuksessaan, opetuksessaan sekä uusien hankkeiden suunnittelussa. Hankkeen tuloksista on tiedotettu kohderyhmälle ja pyrkimyksenä on että niitä hyödynnetään mahdollisuuksien mukaan sekä liiketoiminnassa että kaupunkisuunnittelussa. Hankkeessa luotua tutkimusyhteistyön alustaa hyödynnetään uusissa kestävän kaupunkisuunnittelun hankkeissa Lahden alueella. Tiedottaminen Hankkeelle perustettiin verkkosivut ja hankkeen aloittamisesta tehtiin lehdistötiedote. Hankkeen aikana sitä ja sen tuloksia esiteltiin lukuisissa esitelmissä suomalaisissa sekä kansainvälisissä alan tilaisuuksissa tai se oli muuten esillä mm. hanketyöryhmän jäsenten esiintymisissä mediassa. Hankkeen tuloksia julkaistiin lukuisissa ammatillisissa ja tieteellisissä konferensseissa, opinnäytetöissä ja aikakausjulkaisuissa. Hankkeen tuloksista julkaistiin myös toimitettu kirja. Hankkeen osatoteuttajat käyttivät hanketta ja sen tuloksia hyödyksi opetuksessa.

5 Osahanke 1: Veden kierto rakennetussa ympäristössä Tavoitteet Tämän osahankkeen tavoitteet olivat suunnitella yhdessä osahankkeen 2 kanssa hankkeessa käynnistettävä Lahden kaupunkialueiden hydrologinen pitkäaikaisseuranta, tehdä koealueiden valintaa ja instrumentointia tukevia hydrologisia analyyseja, tehdä selvitys ja suositus kaupunkialueiden hulevesiin vaikuttavien toimenpiteiden rekisteröinnistä, analysoida ensimmäisen vuoden mittaustulokset. Tehdyt toimet Tässä osahankkeessa osallistuttiin hankkeessa instrumentoitujen mittausvalumaalueiden valintaan ja seurannan suunnitteluun sekä tehtiin lukuisa joukko hydrologisia analyyseja ja hydrologista mallinnusta. Seurantajärjestelmän avulla koottiin hydrologinen aineisto valituilta kolmelta erityyppiseltä kaupunkialueelta Lahdessa. Aiemmin mitatut aineistot Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston koevaluma-alueilta Espoosta ja Lahdesta koottiin yhteen ja liitettiin uuteen aineistoon. Aineistojen avulla tehtiin lukuisa joukko analyyseja tutkimusalueiden sadanta-valuntasuhteista ja huleveden laadusta sekä niiden muutoksista ja vuodenaikaisvaihtelusta. Osahankkeessa tehtiin neljä diplomityötä. Tulokset Aineistojen analyysien avulla saatiin uutta tietoa kaupungistumisen aiheuttamasta muutoksesta valunnan muodostumisessa, veden laadussa ja kaupunkilumen ominaisuuksissa tyypillisillä suomalaisilla kaupunki- ja asuinalueilla rakentamisen aikana että rakentamisen jälkeen. Mitattu huleveden laatu oli kaikilla alueilla asetettuja pitoisuuskriteerejä heikompi ajoittain. Lisäksi havaittiin, että kaupunkialueet tuottavat moninkertaisen kuormituksen metsäalueisiin verrattuna ja että kaupunkialueiden kuormitus voi ajoittain ylittää maatalousalueilta tulevan kuormituksen. Tutkimustulokset osoittivat hydrologisia periaatteita, joiden avulla voidaan hulevesien laatua parantaa käytännön suunnittelun kautta. Tulokset osoittavat myös rakennustyömaiden vesiensuojelutoimenpiteiden tarpeen. Analyysien tulokset kertovat erilaisten maankäyttömuotojen vaikutuksesta huleveden laatuun sekä eri vuodenaikojen merkityksestä hulevesien hallinnassa. Erityisesti Lahden osalta aineistot osoittavat merkittäviä muutoksia keskusta-alueiden valunnan muodostumisessa sekä todistavat erilaisten haitta-aineiden esiintymisestä näiden alueiden hulevesissä. Erityisesti diplomitöiden tuloksista voidaan mainita, että niissä

6 kehitettiin menetelmä automaattisten hydrologisten mittausasemien tuottaman mittausaineiston laadunvarmennukseen, kehitettiin menetelmä, jolla voidaan arvioida erityisesti sadannan ja valunnan ja lisäksi myös sameuden mittausten konsistentisuutta ja luotettavuutta, toteutettiin matemaattinen sadanta-valuntamalli (Stormwater Management Model, SWMM) Lahden Vesijärveen laskevalle kaupunkialueelle, kalibroitiin kiintoainepitoisuutta ja kuormitusta kuvaava malliosuus SWMMmallissa erityyppisille hulevesitapahtumille Lahden korttelialueella, esitettiin miten saatavilla olevien paikkatietoaineistojen perusteella voidaan hakea SWMM-mallin tarvitsemat lähtötiedot, toteutettiin ensimmäinen yksittäisiä pieniä tutkimusvaluma-alueita laajemman kokonaisen alueen hydrologinen mallintaminen Lahdessa, esitettiin arvio Lahden kaupunkialueella muodostuvien hulevesien määrästä ja haitta-ainekuormituksesta sekä valunnan ja kuormituksen jakautumisesta eri maankäyttömuodoille ja esitettiin numeeriset kriteerit monitoroitavien hulevesitapahtumien määrille ja tunnistettiinmaankäyttömuodot, joilta Lahdessa tarvitaan lisää tutkimusaineistoa mallinnuksenparantamiseen. Synteesinä osahankkeessa luotiin katsaus hulevesimonitoroinnin laatuvaatimuksiin, menneisiin hulevesitutkimuksiin sekä tarkasteltiin viimeaikaisten julkaisujen pohjalta kaupungistumisen aiheuttamia valunnan ja veden laadun muutoksia ja niiden vuodenaikaisvaihtelua sekä hulevesien käsittelytarvetta suomalaisilla rakennustyömailla, asuinalueilla ja keskusta-alueilla. Tavoitteiden ja tulosten vertailu Osahankkeen tulokset ylittävät asetetut tavoitteet mm. mallintamisen käytön suhteen ja tuotettujen synteesien osalta. Kytölän alueen rakennustöiden aloitus viivästyi, joten siltä alueelta ei vielä ole ollut mahdollista saada tuloksia rakentamisen vaikutuksista alueen hydrologiaan ja veden laatuun. Suunnitelmat tulosten hyödyntämisestä Osahankkeen toteuttaja hyödyntää osahankkeen tuloksia tieteellisten julkaisujen kirjoittamisessa, esitelmissä, opetuksessa, tutkimusyhteistyön pohjana ja uusien tutkimushankkeiden suunnittelussa. Tuloksia on jo hyödynnetty mutta hankkeessa kerätyt ja analysoidut aineistot mahdollistavat mm. uusien tutkimusjulkaisujen laadinnan. Yhdessä Helsingin yliopiston kanssa tuotetut julkaisut vahvistavat tutkimusyhteistyötä ja aiheen tiimoilta on suunnitteilla ja käynnistymässä uusia hankekokonaisuuksia. Tavoitteena on jatkaa rakennetun seurantajärjestelmän hyödyntämistä myös hankkeen päättymisen jälkeen.

7 Tiedottaminen Osahankkeesta ja sen tuloksista on tiedotettu ja tiedotetaan erilaisissa tilaisuuksissa, julkaisuissa, esitelmissä ja haastatteluissa. Osahanke tuotti esitelmiä hankkeen järjestettyyn seminaariin sekä artikkelin hankkeesta tehtyyn toimitettuun kirjaan. Julkaisut Järveläinen, Juhani Land-use based stormwater pollutant load estimation and monitoring system design: Case of Lahti city, Finland. Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu. Diplomityö. Pajari, Johanna Quality assurance of hydrometeorological data in urban areas. Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu. Diplomityö. Sillanpää, Nora Effects of suburban development on runoff generation and water quality. Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS 160/ s. ISBN (painettu), (pdf). Sillanpää, Nora, Koivusalo, Harri. 2013a. A catchment scale assessment of pollution potential of urban snow at two residential catchments in southern Finland. Proc. Novatech 2013, , Lyon, Ranska. Sillanpää, Nora, Koivusalo, Harri. 2013b. Catchment-scale evaluation of pollution potential of urban snow at two residential catchments in Southern Finland. Water Science and Technology, 68(10): doi: /wst Sillanpää, Nora; Koivusalo, Harri Measurements and data analysis of suburban development impacts on runoff event characteristics and unit hydrographs. Geophysical Research Abstracts, Vol. 16, EGU , EGU General Assembly 2014, Vienna, Austria. Sillanpää, Nora; Koivusalo, Harri; Setälä, Heikki; Valtanen, Marjo Urban hydrological monitoring in Finland: past experiences, recent results, and future directions. Teoksessa: Mäkelä, I., Palvi, T. (toim.). Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment. The publication series of Lahti University of Applied Sciences, Series C Articles, reports and other current publications, part 152. s Tikkanen, Henri Hydrological modeling of a large urban catchment using a stormwater management model (SWMM). Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu. Diplomityö. Valtanen, Marjo; Sillanpää, Nora; Setälä, Heikki. 2014a. Effects of land use intensity on stormwater runoff and its temporal occurrence in cold climates. Hydrological Processes, 28: doi: /hyp Valtanen, Marjo; Sillanpää, Nora; Setälä, Heikki, 2014b. The effects of urbanization on runoff pollutant concentrations, loadings and their seasonal patterns under cold climate. Water, Air, & Soil Pollution, 225: doi: /s y. Valtanen, Marjo; Setälä, Heikki; Sillanpää, Nora The effects of land use intensity on stormwater runoff pollutant loading and its seasonality under cold climate. Proc. 6th Intl. Conf. Diffuse Pollution and Eutrophication, , Peking, Kiina. s

8 Tekeillä olevat julkaisut Lehtinen, Saara Huleveden laadun simulointi SWMM mallilla Lahden kaupunkikohteissa. Diplomityö. Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos, Aaltoyliopiston insinööritieteiden korkeakoulu. Diplomityö. Sillanpää, Nora; Koivusalo, Harri Impacts of urbanization and event magnitude on runoff contributing area and runoff coefficients. Proceedings of the 13th International Conference on Urban Drainage, Kuching, Malesia, Sillanpää, Nora; Koivusalo, Harri Impacts of urban development on runoff event characteristics and unit hydrographs across warm and cold seasons in high latitudes. Manuscript submitted to Journal of Hydrology. Sillanpää, Nora; Koivusalo, Harri Factors affecting water quality in urban residential areas: multiple linear regression analysis of construction and postconstruction phases. Manuscript submitted to Journal of Hydrology. Järveläinen, Juhani; Sillanpää, Nora; Koivusalo, Harri Land-use based stormwater pollutant load estimation and monitoring system design. Manuscript submitted to Journal of Environmental Management. Esitelmät Nora Sillanpää: Kaupungistumisen aiheuttama vedenkierron muutos ja hulevesien hallinta, Ympäristötiedon foorumin seminaari "Tulvasuojelu muuttuvassa maailmassa" (Maj ja Tor Nesslingin säätiö, Ympäristöministeriö, Maa- ja metsätalousministeriö), Helsinki, Nora Sillanpää & Harri Koivusalo: A catchment scale assessment of pollution potential of urban snow at two residential catchments in southern Finland, Novatech 2013, Lyon, Ranska, Juhani Järveläinen: Hulevesikuormitusten arviointi ja hulevesien seurannan suunnittelu kaupunkimittakaavassa Case: Lahden kaupunki, Lahden tiedepäivä, Nora Sillanpää & Koivusalo, Harri: Measurements and data analysis of suburban development impacts on runoff event characteristics and unit hydrographs, EGU General Assembly 2014, Wien, Itävälta, Nora Sillanpää: Hydrologiset muutokset rakennettavalla kaupunkialueella: eväitä hulevesien hallinnan ja mitoituksen uudistamiseen, Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hankkeen seminaari, Lahti, Juhani Järveläinen: Hulevesikuormitusten arviointi ja käytännön sovellukset kaupunkimittakaavassa, Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hankkeen seminaari, Lahti, Johanna Pajari: Automaattisten hulevesimittausten laadunvarmennus, Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hankkeen seminaari, Lahti, Tulevat esitelmät Nora Sillanpää: Esitelmä Viherympäristöliiton ja HAMK:n järjestämä hulevesiseminaari, elokuu Nora Sillanpää: Esitelmä Sito Oy:n järjestämässä hulevesiseminaarissa, elokuu 2014.

9 Haastattelut TV2, Ylen alueellinen uutislähetys, Nora Sillanpään haastattelu hulevesien hallinnasta Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hankkeen järjestämässä seminaarissa Lahdessa, Yle, verkkouutiset, Nora Sillanpään ja Juhani Järveläisen haastattelu otsikolla Hulevesien hallintaa opetellaan edelleen "Nyt meillä vasta alkaa olla tutkimustietoa", nyt_meilla_vasta_ alkaa_olla_tutkimustietoa/

10 Osahanke 2: Ekosysteemipalvelujen vaikutus veden kiertoon/vesitaseeseen ja ilman laatuun kaupunkiekosysteemissä Tavoitteet Tämän osahankkeen tavoitteet olivat valita ja perustaa tutkimusalueet hyödyntäen yhtä valmista hulevesimittausasemaa, hankkia tutkimusalueille asennettavat laitteistot, tehdä tutkimusalueilla hydrologisia ja ilman laatuun kohdistuvia mittauksia sekä analysoida mittauksilla tuotettuja aineistoja. Tehdyt toimet Hankkeen tutkimusalueiksi valittiin kolme Lahden kaupungin alueella sijaitsevaa valumaaluetta: Kilpiäinen, Paavola ja Kytölä. Laitteisto hulevesien määrän ja laadun mittaukseen hankittiin kilpailutuksen kautta. Hulevesien määrää ja laatua mitattiin alueilla alkaen. Kevään/alkukesän 2013 aikana tutkimusalueiden mittauslaitteistoa täydennettiin sade- ja sameusmittareilla. Mittaus oli osin jatkuvatoimista, osin laboratoriossa analysoituihin näytteisiin perustuvaa. Mittauslaitteistoja huollettiin ja pidettiin jatkuvasti yllä. Tutkimusalueilla mitattiin passiivisilla keräimillä ilman pienhiukkas- ja typpidioksidipitoisuuksia syksyllä 2013 ja alkukesällä Lahden kaupungin kanssa sovittiin yhteistyössä lumenaurausaineiston keräämisestä. Talvella valuntaa esiintyi kaupungistuneilla valuma-alueilla poikkeuksellisen leudon sään vuoksi säännöllisesti. Kytölässä, joka on rakentamaton alue, hulevesiviemäri jäätyi ja pysyi jäässä toukokuun puoliväliin asti, mikä esti kattavan kevätvalunta-aineiston saannin. Muuten hulevesimittaukset (määrä ja laatu) onnistuivat suunnitelmien mukaisesti mutta lumiaineiston keruu ei onnistunut leudon sään vuoksi. Osahankkeessa tehtiin kaksi pro gradu -työtä. Tulokset Kerättyjä tutkimusaineistoja analysoitiin yhdessä hankkeen muiden osatoteuttajien kanssa. Aineistot osoittavat selkeitä eroja eri kaupungistumisasteen omaavilla valumaalueilla niin valumaveden määrässä kuin laadussa. Aineistot tarjoavat myös paljon uutta tietoa valunnan vuodenaikaisvaihtelusta. Kytölän alueen luonnontilaisella valuma-alueella rakentamistoimet eivät tutkimuksen aikana päässeet käyntiin mm. kaavaan liittyvien valitusprosessien takia, joten rakentamisen vaikutuksia ei saatu mitattua.

11 Ilman laadun mittausaineistot osoittavat että Kytölän luonnonmukaisen valuma-alueen hiukkas- ja typpidioksidipitoisuudet olivat merkitsevästi alhaisempia kuin kaupungistuneiden alueiden vastaavat pitoisuudet ja että kaupungistuneimmalla alueella (Paavolan valuma-alue) ilman saastepitoisuudet olivat selkeästi suurempia kuin Kilpiäisissä, joka on omakotitalovaltainen alue. Toisin sanoen huleveden haitta-ainepitoisuudet vastasivat niitä saastepitoisuuksia joita mitattiin ilmasta. Tämä ei kuitenkaan välttämättä tarkoita sitä, että hulevesien haitta-ainepitoisuudet johtuisivat yksinomaan ilman saasteista. Tavoitteiden ja tulosten vertailu Osahankkeen tavoitteet toteutuivat hankkeen aikana. Kaavavalituksen vuoksi Kytölän luonnontilaisella alueella ei päästy monitoroimaan rakentamisesta aiheutuvia hulevesipäästöjä. Leuto ja lähes lumeton talvi vaikeutti lumeen liittyvien selvitysten tekoa. Suunnitelmat tulosten hyödyntämisestä Osahankkeen toteuttaja hyödyntää hankkeen tuloksia tieteellisten julkaisujen kirjoittamisessa, esitelmissä, opetuksessa, tutkimusyhteistyön pohjana ja uusien tutkimushankkeiden suunnittelussa. Tuloksia on jo hyödynnetty mutta hankkeessa kerätyt ja analysoidut aineistot mahdollistavat mm. uusien tutkimusjulkaisujen laadinnan. Yhdessä Aalto-yliopiston kanssa tuotetut julkaisut vahvistavat tutkimusyhteistyötä ja aiheen tiimoilta on suunnitteilla ja käynnistymässä uusia hankekokonaisuuksia. Hankkeessa kerätyn aineiston analyysia jatketaan ja suunnitelmana on tuottaa yhdessä hankepartnerien kanssa laajempialaisia synteesejä. Tavoitteena on jatkaa mittauksia rakennetulla tutkimusalueverkostolla myös hankkeen päättymisen jälkeen ja hyödyntää sitä muutoinkin jatkossa. Tiedottaminen Osahankkeesta ja sen tuloksista tiedotettiin ja tiedotetaan julkaisuissa, esitelmissä ja haastatteluissa. Osahanke tuotti esitelmiä hankkeen järjestettyyn seminaariin sekä artikkelin hankkeesta tehtyyn toimitettuun kirjaan. Julkaisut Valtanen, Marjo; Sillanpää, Nora; Setälä, Heikki. 2014a. Effects of land use intensity on stormwater runoff and its temporal occurrence in cold climates. Hydrological Processes, 28: doi: /hyp Valtanen, Marjo; Sillanpää, Nora; Setälä, Heikki, 2014b. The effects of urbanization on runoff pollutant concentrations, loadings and their seasonal patterns under cold climate. Water, Air, & Soil Pollution, 225: doi: /s y. Valtanen, Marjo; Setälä, Heikki; Sillanpää, Nora The effects of land use intensity on stormwater runoff pollutant loading and its seasonality under cold climate. Proc. 6th Intl. Conf. Diffuse Pollution and Eutrophication, , Peking, Kiina. s Sillanpää, Nora; Koivusalo, Harri; Setälä, Heikki; Valtanen, Marjo Urban hydrological monitoring in Finland: past experiences, recent results, and future directions. Teoksessa: Mäkelä, I., Palvi, T. (toim.). Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment. The publication series of Lahti University of Applied

12 Sciences, Series C Articles, reports and other current publications, part 152. s Krebs, G., Kokkonen, T., Valtanen, M., Setälä, H., Koivusalo, H Spatial resolution considerations for urban hydrological modelling. Journal of Hydrology. 512, Krebs, G., Kokkonen, T., Valtanen, M., Koivusalo, H., Setälä, H. M A High Resolution Application of a Stormwater Management Model (SWMM) Using Genetic Parameter Optimization. Urban Water Journal. 10, 6, s Valtanen, M., Setälä, H. M., Kuoppamäki, K., Taka, M. K. & Kokkonen, T Vesiensuojelu vaatii kaupungistuneiden valuma-alueiden tutkimusta: Ympäristö ja terveys. 4, s Muu tiedottaminen Marjo Valtanen: Luonnon-, maiseman- ja ympäristönhoito hyviä käytäntöjä ja kokemuksia -seminaari. esitelmä, Mäntsälä Marjo Valtanen:Towards an ecologically sustainable urban environment an afternoon symposium (esitelmä), Marjo Valtanen Hulevesiseminaari (Ympäristötekniikkamessut), (esitelmä) Marjo Valtanen: Ilmasto muuttuu -seminaarissa, Lahden kaupunki (maaliskuu 2013) Marjo Valtanen: Esitelmä: Effects of land use intensity of stormwater under cold climate. Diffuse pollution and Eutrofication -konferenssi, IWa ; Peking (elokuu 2013) Marjo Valtanen: Hulevedet kylmässä ilmanalassa. Ympäristönsuojelun ajankohtaispäivä, ELY-keskus, Hämeenlinna Juhani Järveläinen: Hulevesikuormitusten arviointi ja hulevesimittausten suunnittelu: tapaus Lahden kaupunki. Lahden tiedepäivät, marraskuu 2013) Heikki Setälä: Esitelmä Tarjoaako kaupunkimaaperä ekosysteemipalveluita?, Maaperätieteen päivät Heikki Setälä: Esitelmä Hulevesitutkimuksen uudet tuulet, Hulevesipäivät, Vantaa Heikki Setälä: Baltimore, USA, Biological Conservation Conference, Esitelmä: Urbanization, soils and hydrology Heikki Setälä: Kutsuttu esitelmä Charles Universityn tiedekunnan juhlatilaisuudessa, Why to worry about urban green?, Praha, Tsekki Heikki Setälä: Esitelmä Ecosystem functions in forest and grasslands in natural and human-dominated settings, seminaarissa Toisiinsa linkiytyneet ravinnekierrot, Suomen ympäristökeskus SYKE Heikki Setälä: Esitelmä Are urban greenspaces oases for ecosystem services?, Maj ja Tor Nessling Symposium on Ecosystem Services, Hanasaari, Helsinki Valtanen ja Setälä: Tiedevartti radio-ohjelma (tammikuu 2013) Valtanen ja Setälä: Haastattelu Ympäristö -lehteen Valtanen ja Setälä: Artikkeli ympäristö & terveys -lehdessä Heikki Setälä: Esitelmä: Häiriöityneiden alueiden ekologia. Viherpäivät Tampere

13 Heikki Setälä: Esitelmä: Why to worry about urban parks Kiinan Tiedeakatemian tilaisuus, Shenyang, Kiina Heikki Setälä: Esitelmä: Kaupunkien viheralueet hulevesiongelmien lievittäjinä Kaupunkiakatemian tilaisuus. Helsinki Marjo Valtanen: esitelmä Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hankkeen seminaarissa (huhtikuu 2014) Marjo Valtanen: osallistuminen workshopiin: Regional workshop: Integration of natural water retention measures (NWRM) into river basin management in the Baltic Sea Region (Riika, tammikuu 2014) Pro gradu -työt Miina Fagerlund: Lumen aurauksen ja kuljetuksen vaikutus rakennettujen alueiden hulevesien muodostumiseen ja haitta-ainekuormiin (kesken) Sameli Männistö: Valuma-alueen ominaisuuksien ja sateen olomuodon vaikutukset keskusta-alueilla muodostuviin hulevesiin (kesken)

14 Osahanke 3: Tutkimusta ja päätöksentekoa tukevan tietoinfrastruktuurin rakentaminen Tavoitteet Tämän osahankkeen tavoitteet olivat määritellä tietoinfrastruktuuri kestävän ympäristön kaupunkitutkimukselle, varustaa tietoinfrastruktuuria demonstroiva tietotekninen toimintaympäristö ja tutkimuslaboratorio, toteuttaa tutkimuksen tietokanta ja testata tietoinfrastruktuurin toiminnallisuutta mm. tapaustutkimusten avulla. Tehdyt toimet Osahankkeessa määriteltiin tavoiteltava tietoinfrastruktuuri tarvittavien tietopalveluiden, kommunikaatio- ja käyttötarpeiden sekä tavoitellun vuorovaikutteisuuden avulla. Määriteltyä tietoinfrastruktuuria demonstroiva tietotekninen toimintaympäristö toteutettiin tietokantojen, laskentamallien, niiden varaan rakennettujen tietopalveluiden, sekä ns. päätösteatterin avulla. Tutkimuksen tietokannan toteuttamista varten koottiin aineistoa mm. Lahden kaupungilta ja perehdyttiin tutkimusalueiden mittaustiedon keruu- ja siirtotekniikkaan. Tietoinfrastruktuurin toiminnallisuutta testattiin määrittelemällä käyttöskenaarioita ja toteuttamalla ne tehtyyn tietokantaan perustuvien ja muiden tietopalveluiden sekä laskentamalleihin perustuvien palveluiden avulla. Osahankkeessa tehtiin yksi ylempään korkeakoulututkintoon sisältyvä lopputyö Lahden ammattikorkeakouluun. Tulokset Osahankkeella on kaksi päätulosta: Lahden ammattikorkeakoulun hallitsemissa tiloissa Niemen kampuksella sijaitseva kestävän kaupunkisuunnittelun ja päätöksenteon ympäristötietolaboratorio, ns. päätösteatteri ja Aalto-yliopiston tietotekniikkayksikön tuottamassa virtuaalipalvelimessa tietokanta, laskentamalleja, niihen perustuvia tietopalveluita sekä edellisiä hyödyntävä vuorovaikutteinen karttapohjainen verkkosovellus. Lisäksi osahankkeen tuloksena osatoteuttajille on kertynyt kokemusta ja tietotaitoa kestävän kaupunkisuunnittelun tukemisesta ympäristötiedolla ja tietopalveluilla. Aalto-yliopiston virtuaalipalvelimeen rakennettuun tietojärjestelmään toteutettiin seuraavat suunnitteluskenaariot: tutkimusalueiden hydrologisen toiminnan visualisointi ja vertailu,

15 hulevesien ja veden laadun kuormituksen synty erilaisilla maankäytöillä (karttapohjainen visualisointi) ja kaupunkisuunnitteluun liittyvä maankäytön suunnittelu ja siihen liittyvä hydrologinen analyysi. Tavoitteiden ja tulosten vertailu Osahankkeen tavoitteet toteutuivat hankkeen aikana. Suunnitelmat tulosten hyödyntämisestä Osahankkeen toteuttajat hyödyntävät hankkeen tuloksia tieteellisten julkaisujen kirjoittamisessa, esitelmissä, opetuksessa, tutkimusyhteistyön pohjana ja uusien tutkimushankkeiden suunnittelussa. Tuloksia on jo hyödynnetty mutta hankkeessa saadut kokemukset ja tehty työ mahdollistavat mm. uusien tutkimusjulkaisujen laadinnan. Päätösteatteri säilyy Lahden ammattikorkeakoulun resurssina, ja sitä on tarkoitus hyödyntää kestävän kaupunkisuunnittelun ja siihen liittyvän päätöksenteon opetuksessa ja tutkimuksessa. Aalto-yliopiston virtuaaliympäristöön rakennettu tietoinfrastruktuuri on siirrettävä jatkoa varten johonkin toiseen ympäristöön Aalto-yliopiston päätettyä lopettaa insinööritieteiden korkeakoulusta ympäristötietotekniikan tutkimuksen 1. Tiedottaminen Hankkeen aikana osahankkeen toteuttajat verkostoituivat kansainvälisen tutkijaverkoston OGRS (Open Source Geospatial in Research and Education) kanssa. Verkoston näkyvin yhteistyömuoto on joka toinen vuosi järjestettävä symposiumi, jossa on työpajoja ja esitelmiä. Kaupunkialueiden ympäristöön liittyvä geoinformatiikan tutkimus ja sovellukset ovat keskeisellä sijalla symposiumissa. Vuoden 2014 symposiumi järjestettiin kesäkuussa Otaniemessä. Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hanke oli esillä symposiumissa. Julkaisut A. Jolma, D.P. Ames, N. Horning, H. Mitasova, M. Neteler, A. Racicot, T. Sutton Open Source Tools for Environmental Modeling. Chapter 31. In: Kresse, Wolfgang; Danko, David M. (Eds.) Handbook of Geographic Information. pp Springer Ari Jolma, Anas Altartouri, Ioan Ferencik Distributed Environmental Modeling. In: R. Seppelt, A.A. Voinov, S. Lange, D. Bankamp (Eds.) (2012): International Environmental Modelling and Software Society (iemss) 2012 International Congress on Environmental Modelling and Software. Managing Resources of a Limited Planet: Pathways and Visions under Uncertainty, Sixth Biennial Meeting, Leipzig, Germany. ISBN: pp Jolma, A., Sarkola, P. ja Lehto, L Proceedings of the 3rd Open Source Geospatial Research & Education Symposium OGRS Aalto University publication series SCIENCE + TECHNOLOGY, 5/ sivua. Jiri Kadlec and Juhani Järveläinen Lahti Urban Laboratory: a web- based map platform for urban planning. Teoksessa: Jolma, A., Sarkola, P., and Lehto, 1 Ympäristötietotekniikan tutkimusryhmä lopettaa toimintansa jolloin myös sen ylläpitämä Aaltoyliopiston virtuaaliympäristössä oleva palvelin (verkossa osoitteella sulkeutuu.

16 L. Proceedings of the Third Open Source Geospatial Research & Education Symposium (OGRS), Espoo, Finland, June pp Ari Vesikko Decision Theatre in decision making and urban planning case: Decision Theatre for Niemi Campus. Lahden ammattikorkeakoulu. YAMK opinnäytetyö. Vesikko, Ari Decision Theatre Niemi Campus. Teoksessa: Mäkelä, I., Palvi, T. (toim.). Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment. The publication series of Lahti University of Applied Sciences, Series C Articles, reports and other current publications, part 152. s Kadlec, Jiri Design of a web-based stormwater decision support tool for urban planning. Teoksessa: Mäkelä, I., Palvi, T. (toim.). Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment. The publication series of Lahti University of Applied Sciences, Series C Articles, reports and other current publications, part 152. s Esitelmät ja posterit Kadlec, J., Jolma, A., 2013: Design of a Web-Based Information Platform for Water Quality Assessment in Urban Planning. Poster in Lahti Science Day 12 November 2013, Lahti, Finland. Kadlec, J., Treml, P., 2013: Bulk Interpolation Using the R Environment. FOSS4G September 2013, Nottingham, UK. Kadlec, J., 2013: Design of an internet map application for sustainable stormwater management in Lahti. Geoinformatiikan tutkimuspäivät , Helsinki, Finland. Jiri Kadlec: Experimental Catchments Visualization, Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hankkeen seminaari, Lahti, Jiri Kadlec: Stormwater Runoff and Pollutant Load Web Map, Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hankkeen seminaari, Lahti, Jiri Kadlec: Map Editing Functionality for Urban Planning, Kestävän ympäristön kaupunkilaboratorio -hankkeen seminaari, Lahti,

17 Osahanke 4: Ekosysteemipalveluiden mallintaminen ja arvottaminen sekä niiden suhde ihmistoimintaan Tavoitteet Tämän osahankkeen tavoitteet olivat aiheeseen soveltuvien mallien etsintä ja niihin perehtyminen, ekosysteemipalveluiden rahalliseen arvottamiseen liittyvien mallien selvitystyö ja alustavat testit sekä ekosysteemipalveluiden rahallisen arvottamisen toteutus. Tehdyt toimet Ekosysteemipalvelu-käsitettä ja erilaisiin maankäyttöihin liittyviä ekosysteemipalveluja analysoitiin yleisesti sekä erityisesti kaupunkiympäristön tapauksessa. Ekosysteemipalvelujen laskentamalleja etsittiin kirjallisuudesta ja maankäytön paikkatietoaineistoon perustuva laskentamalli toteutettiin osahankkeen 3 tietoinfrastuktuuriin perustuen. Osahankkeessa vertailtiin maankäyttöasteeltaan erityyppisiä valuma-alueita Helsingissä ja Lahdessa. Hydrologisiin mittauksiin perustuen maankäytön vaikutus pinta- ja pohjavesien käyttökelpoisuuteen arvioitiin ja se yhdistettiin taloudelliseen arvioon hulevesien käsittelyjärjestelmiin liittyvistä kustannuksista. Osahankkeessa tehtiin kaksi ylempään korkeakoulututkintoon sisältyvää lopputyötä, joista toinen Marchen (Italia) teknilliseen korkeakouluun ja toinen Helsingin yliopistoon. Tulokset Osahankkeen tuloksena on lähtökohtia ekosysteemipalvelujen mallintamiseen ja laskentaan osana kaupunkisuunnittelua. Erityisesti hulevesiin liittyen osahankkeen tuloksena on laskentamenetelmä kaupunkiviheralueiden tuottamien ekosysteemipalvelujen rahallisesta arvosta erilaisilla maankäytöillä. Vettä läpäisemättömän maapeitteen osuuden kasvaessa alueen tuottama hulevesien puhdistumiseen liittyvä ekosysteemipalvelu vähenee. Vertailimme maankäytön intensiteetiltään erityyppisiä valuma-alueita mm. Lahdessa. Voimakkaasti pinnoitetuilla alueilla viheralueiden tuottama rahallinen arvo hulevesien hallinnassa osoittautui suuremmaksi kuin väljästi rakennetuilla, vehreämmillä alueilla. Esimerkiksi Paavolan keskitiiviin valuma-alueen viheralueiden ekosysteemipalvelun arvoksi laskettiin hehtaaria kohti laskettuna. Vastaava arvo omakotitalovaltaisella Kilpiäisellä on Sen sijaan ydinkeskustassa, jossa vettä läpäisevän pinnan osuus maa-alasta on vain 10 %, niukat viheralueet eivät välttämättä pysty hallitsemaan hulevesiä tehokkaasti mikä alentaa merkittävästi ekosysteemipalvelun rahallista arvoa.

18 Tavoitteiden ja tulosten vertailu Osahankkeen tavoitteet toteutuivat hankkeen aikana. Suunnitelmat tulosten hyödyntämisestä Osahankkeen toteuttajat hyödyntävät hankkeen tuloksia tieteellisten julkaisujen kirjoittamisessa, esitelmissä, opetuksessa, tutkimusyhteistyön pohjana ja uusien tutkimushankkeiden suunnittelussa. Tuloksia on jo hyödynnetty mutta hankkeessa kerätyt ja analysoidut aineistot mahdollistavat mm. uusien tutkimusjulkaisujen laadinnan. Tiedottaminen Julkaisut Vittorio Nespeca 2013: A geospatial tool for mapping urban ecosystem services: contribution to a land use planning decision support system. Università Politecnica Delle Marche. Master of Science -työ. 67 p. Sveta Silvennoinen 2014: Economic evaluation of ecosystem services provided by urban green spaces in terms of stormwater management and its application to urban planning. Helsingin Yliopisto. Pro Gradu -työ. Esitelmät Heikki Setälä: Esitelmä Tarjoaako kaupunkimaaperä ekosysteemipalveluita?, Maaperätieteen päivät Heikki Setälä: Baltimore, USA, Biological Conservation Conference, Esitelmä: Urbanization, soils and hydrology Heikki Setälä: Kutsuttu esitelmä Charles Universityn tiedekunnan juhlatilaisuudessa, Why to worry about urban green?, Praha, Tsekki Heikki Setälä: Esitelmä Are urban greenspaces oases for ecosystem services?, Maj ja Tor Nessling Symposium on Ecosystem Services, Hanasaari, Helsinki Heikki Setälä: Esitelmä: Why to worry about urban parks Kiinan Tiedeakatemian tilaisuus, Shenyang, Kiina.

19 Osahanke 5: Tulosten soveltaminen kaupunkisuunnittelun ja yritystoiminnan käyttöön Tavoitteet Tämän osahankkeen tavoitteet olivat koealueiden perustaminen, ylläpito ja mittaustoiminta yhteistyössä HY:n ja Aallon kanssa sekä teettää opiskelijoilla harjoitus- ja opinnäytetöitä hankkeen tulosten hyödyntämiseksi kaupunkisuunnittelussa Tehdyt toimet LAMK osallistui yhdessä muiden hankepartnerien (Aalto ja HY) kanssa koealueiden perustamiseen ja valmistelutöihin tulosten hyödyntämiseksi kaupunkisuunnittelussa. Osahankkeessa tuotettiin selvityksiä opiskelijatöinä liittyen hankeaiheisiin yhteistyössä käytännön toimijoiden, kuten kaupunkien ja yritysten kanssa sekä tuettiin hankkeen muissa osakokonaisuuksissa tapahtuvaa tutkimus- ja kehitystoimintaa. Osahankkeessa kerättiin ja raportoitiin onnistumisia ja haasteita tieteellisen tiedon yhdistämisestä kaupunkisuunnitteluun lähestymisnäkökulmana ilmastonmuutoksen vaikutusten torjunta ja niihin varautuminen. Tulokset Hankkeen tuloksena Lahden alueelle perustettiin koekenttäverkosto. Tämän osahankkeen myötä koekenttäverkostoa hyödynnettiin opinnäytetöissä ja hankkeen tuottamaa tietoa kytkettiin opiskelijoiden kautta konkreettisiin suunnitteluprosesseihin. Tavoitteiden ja tulosten vertailu Osahankkeen tavoitteet toteutuivat hankkeen aikana. Osahankkeen kautta arkkitehti- ja suunnitteluosaaminen kytkeytyi tieteellisen tiedon tuottamiseen. Hankkeen yhteiskunnallisen vaikuttavuuden kannalta keskeinen haaste oli saada tutkimuksen tuottama informaatio paitsi ymmärrettävään ja hyödynnettävään muotoon, myös tehokkaasti palvelemaan käytännön kestävää kaupunkisuunnittelua, kaupunkiympäristön kehittämistä ja yritystoimintaa. Lahden ammattikorkeakoulun Master in Sustainable Urban Planning and Climate Change -koulutusohjelman opiskelijat toimivat kaupunkisuunnitteluun liittyvillä aloilla ja osa on laatinut tai laatimassa hankkeen aihepiiriin liittyviä opinnäytetöitä. Opiskelijoiden kautta hankkeen tuottama tieto voidaan hyödyntää konkreettisissa suunnittelutöissä. Suunnitelmat tulosten hyödyntämisestä Osahankkeen tuloksia hyödynnetään Lahden ammattikorkeakoulun Master in Sustainable Urban Planning and Climate Change -koulutusohjelman ja ympäristöteknologian koulutusohjelman toteutuksessa. Ohjelmiin otetaan uusia opiskelijoita vuosittain.

20 Tiedottaminen Osahankkeessa toimitettiin julkaisu Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment, joka sisältää yhdeksän englanninkielistä artikkelia hankkeesta ja siinä tehdystä tutkimus- ja kehittämistyöstä. Kansainväliseen Degree Programme in Environmental Technology ylempään AMKkoulutusohjelmaan liittyviä englanninkielisiä opinnäytetyöraportteja valmistui hankkeen aikana kaksi. Hankkeen aikana valmistui myös kaksi päijäthämäläisten yritysten toimeksiantoon liittyvää opinnäytetyötä. Muihin maakuntiin, mm. Uudellemaalle, Kanta- Hämeeseen, Kymenlaaksoon, Etelä-Karjalaan ja Satakuntaan, valmistui hankkeen aikana ympäristöteknologian koulutusohjelmasta seitsemän hule- ja valumavesiin tai kosteikkojen suunnitteluun liittyvää opinnäytetyötä. LAMK esitteli hanketta touko- ja syyskuussa 2013 sekä helmikuussa 2014 LADECin Get Together ja avoimet ovet -tilaisuuksissa Niemen kampuksella. Lisäksi päätösteatterissa on vieraillut lukuisia eri tahoja syksyn 2013 ja kevään 2014 aikana. Hankkeen käynnissäoloaikana sitä ja sen tuloksia esiteltiin kohde- ja sidosryhmille tapaamisten ja osahankkeen toteuttajien tekemien yrityskäyntien yhteydessä. Keväällä 2014 yhdessä muun hanketyöryhmän kanssa järjestettiin hankkeen seminaari, jossa päätösteatteria ja hankkeen muita tuloksia esiteltiin ja demonstroitiin kohderyhmille. Tilaisuuteen osallistui 52 henkilöä, joista 17 oli yritysten edustajia. Loppuseminaarista ja hankkeesta on laadittu ja laaditaan artikkeli Lahden yliopistokampuksen Uutiskirjeeseen (kesäkuu 2014) ja Kemia-lehteen (syksy 2014). Hankkeen tuloksia esiteltäneen myös Lahden tiedepäivässä marraskuussa Julkaisut Aarrevaara, E Lahti Urban Laboratory of Sustainable Environment. Teoksessa: Mäkelä, I., Palvi, T. (toim.). Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment. The publication series of Lahti University of Applied Sciences, Series C Articles, reports and other current publications, part 152. s Huttunen, J., Salomäki, P., ja Carroll, P Natural stormwater management in the new residential areas Karisto and Kytölä. Teoksessa: Mäkelä, I., Palvi, T. (toim.). Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment. The publication series of Lahti University of Applied Sciences, Series C Articles, reports and other current publications, part 152. s Carroll, P Sustainable development in the urban ecosystem -course in environmental technology. Teoksessa: Mäkelä, I., Palvi, T. (toim.). Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment. The publication series of Lahti University of Applied Sciences, Series C Articles, reports and other current publications, part 152. s Allen, J. ja Aarrevaara, E Experiences from stormwater management in Richmond, U.S. Teoksessa: Mäkelä, I., Palvi, T. (toim.). Lahti as an Urban Laboratory for Sustainable Environment. The publication series of Lahti University of Applied Sciences, Series C Articles, reports and other current publications, part 152. s