MOREENIN HULEVESISELVITYS JA YLEISTASAUKSEN SUUNNITTELU

Transkriptio

1 S U U N N IT T EL U JA T EK N IIK K A HÄMEENLINNNAN KAUPUNKI JA HÄMEENLINNNAN SEUDUN VESI OY MOREENIN HULEVESISELVITYS JA YLEISTASAUKSEN SUUNNITTELU ESIKOPIO FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY P21374

2 ESIKOPIO 1 (19) Sisällysluettelo 1 JOHDANTO Suunnitelman lähtökohdat ja tavoitteet Projektin organisaatio Käsitteitä SELVITYSALUEEN NYKYTILA Nykyinen maankäyttö, maaperä, pinnanmuodot ja pohjavesi Valuma-alueet ja virtausreitit SUUNNITELTU MAANKÄYTTÖ JA NYKYINEN MAANOMISTUS Kehittämissuunitelma Nykyinen maanomistus SUUNNITTELLUT RATKAISUVAIHOEHDOT Tonttikohtainen hallinta Hulevesien johtaminen Hulevesien pidättäminen yleisillä alueilla Vaiheistus Tasaussuunnitelma MITOITUS JA TOIMIVUUSTARKASTELUT Maankäytön muutos Mitoitussateet Hallintajärjestelmän mitoitus Tulvareitit ja riskikohteet KUSTANNUSARVIO Hulevedet Tasaus ja pohjarakennus VAIKUTUKSET POHJAVETEEN SUOSITUKSET JATKOSUUNNITTELUUN Liitteet LIITE 1 VHT- P Valuma-aluekartta 1: LIITE 2 VHT- P Yleissuunnitelmakartta :6000 LIITE 3 VHT-P Yleissuunnitelmakartta :6000 LIITE 4 Hulevesien hallinnan kustannusarvio LIITE 5 GEO- P Yleistasaus 1:5000 LIITE 6 GEO- P Täyttö- ja leikkausalueet 1:5000 LIITE 7 GEO- P Katualueen tilavaraus - periaatepiirustus 1:50 LIITE 8 GEO- P Leikkaukset AA-BB 1:2000 LIITE 9 GEO- P Leikkaukset CC-DD 1:2000

3 ESIKOPIO 2 (19) MOREENIN HULEVESISELVITYS JA YLEISTASAUKSEN SUUNNITTELU 1 JOHDANTO 1.1 Suunnitelman lähtökohdat ja tavoitteet Tehtävänä on tarkentaa Hämeenlinnan kaupungin Moreenin alueen hulevesien hallintasuunnitelma ja laatia siihen liittyen kokoojakadun tarkemman sijainnin määrittely sekä suunnitella selvitysalueen yleistasaus. Selvitysalue käsittää noin 5 km²:n laajuisen osan Painokankaan-Karanojan osayleiskaava-alueen eteläosasta. Tavoitteena on päivittää alueelle aiemmin laadittua hulevesien hallintasuunnitelma (Ramboll 2010) tämän hetken maankäyttösuunnitelmien mukaiseksi ja etenkin määritellä tarkemmin kiinteistökohtainen viivytystarve sekä hulevesiratkaisujen vaiheittainen toteutuminen maankäytön laajenemisen mukaisesti. Työssä laaditaan kustannusarviot sekä yleisen alueen hulevesijärjestelmistä että kiinteistökohtaisista ratkaisuista. Koko järjestelmän toimivuus tarkastellaan hulevesimallilla. Työhön sisältyy alueelle suunniteltujen kokoojakatujen sijainnin määrittely, jossa huomioidaan katujen varteen esitettyjen hulevesien hallintajärjestelmien toimivuus ja tarpeet. Selvitysalueen kortteleille ja kaduille laaditaan myös yleistasaus, joka sovittaa yhteen kadut, tontit sekä hulevesien hallintaja johtamisjärjestelyt. 1.2 Projektin organisaatio Hulevesiselvitys on tehty konsulttityönä :ssä, jossa työn projektipäällikkönä on toiminut Perttu Hyöty ja pääsuunnittelijana Lauri Harilainen. Työn tilaajat ovat Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy ja Hämeenlinnan kaupunki Tilaajan yhteyshenkilöt: Hämeenlinnan kaupunki Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy tilaajapäällikkö Eija-Liisa Dahlberg suunnittelupäällikkö Jarno Laine 1.3 Käsitteitä Valunnalla tarkoitetaan sitä osaa sadannasta, joka virtaa vesistöä kohti maan pinnalla, maaperässä tai kallioperässä. Hulevesillä tarkoitetaan rakennetuilta alueilla muodostuvaa, sade- tai sulamisvesien aiheuttamaa pintavaluntaa. Sadannan toistuvuudella tarkoitetaan tietyn sadetapahtuman keskimääräistä toistumisaikaa ja se ilmoitetaan yleensä muodossa 1/Xa. Suomessa esimerkiksi hulevesiviemärit mitoitetaan yleensä keskimäärin kerran kahdessa vuodessa (1/2a) toistuvan rankkasadetapahtuman aiheuttaman virtaaman mukaan. 2 SELVITYSALUEEN NYKYTILA 2.1 Nykyinen maankäyttö, maaperä, pinnanmuodot ja pohjavesi Moreenin alueelle Hämeenlinnan eteläpuolelle suunnitellun teollisuusalueen hulevesien hallinnasta on tehty koko Painokankaan-Karanojan osayleiskaava-alueen kattavat hulevesiselvitykset 1, joissa on selvitetty laajasti alueen nykytilaa hulevesien hallinnan 1 Moreenin alueen hulevesiselvitys ja osaraportti hulevesien hallinnasta Itä-Portintien ympäristöstä. Ramboll, 2010

4 ESIKOPIO 3 (19) näkökulmasta. Tämän työn suunnittelualueen rajaus on esitetty kuvassa 1 ilmakuvan ja maaperäkartan päällä. Kaatopaikan aluetta lukuun ottamatta maaperä on nykytilassa pääosin metsän peitossa. Maaperä on pääasisassa huonosti vettä läpäisevää moreenia. Kuva 1. Suunnittelualueen rajaus ilmakuvan ja maaperäkartan (GTK) päällä 2.2 Valuma-alueet ja virtausreitit Nykytilan päävaluma-alueet ja päävirtausreitit on koottu kuvaan 2 ja liitteeseen 1. Suunnittelualueen länsiosa kuuluu Karanojan valuma-alueeseen. Alueen koillisosasta pintavalunta kulkee kohti Miemalanharjun suppia ja painanteita (osavaluma-alueet 1-3). Selkeitä purkureittejä lähimpään vesistöön Miemamalanselälle ei painanteista ole vaan niihin kertyvät nykyiset vesimäärät haihtuvat ja imeytyvät harjuun. Kaakkoisosasta valunta virtaa uomia pitkin itään ja purkautuu lopulta Hiidenjoen kautta Miemalanselälle (osavaluma-alueet 4-7). Suunnittelualeen itäosa rajoittuu VT 3:een, jonka ali suunnittelualueen vedet purkautuvat 7 rummun kautta. Kaikki rummut ovat halkaisijaltaan 800mm (800B) ja laskennalliset kapasiteetit vaihtelevat vieton mukaan välillä 700 l/s l/s. Kaakkoisosan VT 4:n alittavien 4 rummun vedet ohjaan MT 130:n ali 3 rummulla (800B) ja Rastilantien alitse 2 rummulla (800B). Reitistön loppupäässä on mittausten perusteella ainakin yksi pienempi, tonttitien rumpu (400M). Pohjoisosan suppiin ja painanteisiin päätyvät reitit kulkevat MT 130:n ja Miemalantien ali 600B rumpujen kautta (liitteet 2 ja 3). Suunnittelualueen länsiosan valunta virtaa Karanojaan joka purkaa Janakkalan puolella sijaitsevaan Lähdelammiin. Lähdelammen vedet päätyvät Miemalanselälle etelästä Viralanjärven, Kernaalanjärven ja Hiidenjoen kautta.

5 ESIKOPIO 4 (19) Kuva 2. Suunnittelualueen ja ympäristön päävirtausreitit ja valuma-alueet. 3 SUUNNITELTU MAANKÄYTTÖ JA NYKYINEN MAANOMISTUS 3.1 Kehittämissuunitelma Kuvaan 3 on koottu Moreenin kehittämissuunnitelman (SITO 2012) mukaiset tonttijaot. Kehittämissuunittelmassa on hahmoteltu tonttien rakentumista vaiheittain tulevina vuosikymmeninä. Tontit on numeroitu tässä työssä siten, että numerot 1-19 ovat ensimmäisessä vaiheessa toteutettavia (2020), numerot vuoteen 2025 ja loput (nrot 29 37) vuoteen 2030 mennessä. Varauksina merkityt tontit (2,17) yhdistettiin tässä työssä 1.vaiheessa toteutettaviin. Tonttien 17 ja 18 muotoa muutettiin työn aikana tilaajilta saadun palautteen mukaisesti.

6 ESIKOPIO 5 (19) Kuva 3. Suunniteltu maankäyttö, tontit Nykyinen maanomistus Kaupungin nykyisin omistamat (8/2013) maa-alueet on merkitty kuvaan 4. 2 Hämeenlinnan Moreeni. Yrityspuisto.Kehittämissuunitelma. SITO Muokattu.

7 ESIKOPIO 6 (19) Kuva 4. Nykyinen maanomistus. Kaupungin omistamat maat vihreällä ja keltaisella. Keltaisella eteenpäin vuokratut. 4 SUUNNITTELLUT RATKAISUVAIHOEHDOT 4.1 Tonttikohtainen hallinta Tonttikohtaisesti ehdotetaan asemakaavoitukseen tai tontin luovutusehtoihin lisättäväksi velvoite pidättää hulevesiä 1 m³ jokaista 100 tontin vettäläpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Näin isolla alueella on järjestelmän toimivuuden kannalta järkevää hajauttaa hallintajärjestelmää osittain. Suositeltava rakenne tonteille on lastaus- ja paikoitusalueiden hulevesien viivyttäminen ja käsitteleminen biopidätyspainanteissa. Biopidätyspainanteet ovat muuta ympäristöä alempana olevia istutettavia alueita, joihin hulevedet johdetaan. Biopidätyspainanteeseen varataan lammikoitumistilaa, josta hulevesi suodattuu maakerrosten läpi ja johdetaan salaojilla yleiseen kuivatusjärjestelmään. Tulvatilanteita varten tulee varmistaa ylivuoto. Tontin luonteesta riippuen voi olla tarvetta asentaa myös öljynerotusjärjestelmät. 4.2 Hulevesien johtaminen Liitteen 2 suunnitelmakartalla on esitetty viitteellinen hulevesien johtamisverkko. Jos hulevedet johdetaan kadun vieressä avouomissa tulee uomastolle varata riittävästi tilaa alueen kaavoituksessa. Jotta avouomiin voidaan purkaa tonttien hulevesiviemärit, tulee niiden syvyyden olla vähintään noin kaksi metriä. Pohjan leveyden ollessa 1 metri ja

8 ESIKOPIO 7 (19) luiskat 1:2 saadaan tällöin uoman minimitilantarpeeksi 9 metriä. Tällä mitoituksella uomien kapasiteetti ei kaava-alueella muodostu ongelmaksi. Liitteen 2 ja 3 kartoilla on esitetty katualueiden tarvittavat putkikoot jos kuivatus perustuu hulevesiviemäreihin. Jos tila ei aseta rajoituksia, suositetaan kaava-alueelle avouomiin perustuvaa kuivatusta. Kustannukset ovat putkiverkkoon verrattuna pienemmät ja uomien tilavuutta voidaan käyttää myös hulevesien pidättämiseen. Liitteessä 7 on esitetty periaatepiirustus katualueelle tarvittavasta tilavarauksesta. Merkittävimpänä muutoksena nykytilaan kuivatukseen ehdotetaan hulevesien johtamista VT 3 ja MT 130:n välisen alueen rakentumisen jälkeen kaakkoon MT 130:n suuntaisesti ja edelleen Rastilantien vartta Hiidenjokeen purkavaan uomaan. Tällä keskitetään hulevesien purku vain yhdelle perattavalle purkureitille sekä estetään hulevesien johtuminen nykyisiin suppiin ja painanteisiin joista ei ole olemassa purkureittiä. Nykyisiä suppia ja painanteita sekä niihin johtavia avouomia voidaan hyödyntää tarvittaessa hulevesien imeytykseen harjualueelle. Imeytettävät hulevedet tulee tarvittaessa käsitellä ja puhdistaa esimerkiksi suodatusrakenteella. Nykyisten reittien johtamis- ja imeyttämiskapasiteetin ylittävät virtaamat esitetään johdettavaksi joka tapauksessa MT 130:n suuntaiselle reitille. Hämeenlinnan ympäristöasiantuntijan mukaan Hulevesien johtaminen Miemalanharjun luonnonsuojelualueelle edellyttää Hämeen ELY-keskuksen kannan selvittämistä. Heille on lähetetty alustava kommenttipyyntö asiasta 3. Lausunnossa todetaan lisäksi ettei luonnonsuojelualueella saa perata ojia ja johdettavien vesien tulee ainakin suodattavalla biopidätysrakenteella pudistettu. Olemassa olevaan lampeen lausunonn mukaan voitaneen vesimäärien puolesta johtaa lisää vettä kunhan selvitetään vesimäärät ja vaikutukset mm. rantavyöhykkeeseen ja kasvillisuuteen. Karanojan valuma-alueen tonttien hulevesien johtamiselle eivät nykyiset reitit aseta rajoituksia. Suositeltavat johtamistavat ovat tonttien ja viheralueiden väliset viivyttävät avouomat. 4.3 Hulevesien pidättäminen yleisillä alueilla Liitteen 2 ja 3 yleissuunnitelmakartoilla on esitetty tarvittavat hulevesien viivytystilavuudet, joilla rakentamisen jälkeiset kasvavat hulevesivirtaamat pystytään johtamaan nykyisten VT 3:n alittavien rumpujen kautta (7x 800B). Mitoitussateena käytettiin keskimäärin kerran 50 vuotta. Tarvittavat tilavuudet ovat alueen koosta johtuen merkittävät. Hallintajärjestelmän kustannuksia voidaan pienentää käyttämällä hyväksi viheralueiden olemassa olevia maastonpainanteita jolloin kaivutöiden osuus pienenee. Jos kaava-alueen kuivatus perustuu avouomiin voidaan niiden tilavuutta hyödyntää myös hulevesien pidättämissä, jolloin vastaavasti voidaan pienentää yleisten alueiden tulva-alueiden tilavuusvarauksia. kaava-alueen kuivatuksen runkoverkko on satoja metrejä pitkä, jolloin uomissa voidaan potentiaalisesti pidättää merkittäviä vesimääriä. Suunnittelualueen eteläosaan hahmoteltiin kaksi viivytysaluetta kuntarajan tuntumaan. Janakkalan puolella maastonmuodot olisivat yleissuunnitelman tarkkuuden rajoissa sopivat hulevesien kustannustehokkaaseen hallintaan. Alue on yksityisomistuksessa ja tiedossa ei ole suunnitelmia maankäytön tehostamiselle. Vaihtoehtoisesti tarvittava viivytys voidaan järjestää Hämeenlinnan puolella kaavan eteläosan katujen avouomissa (katkoviiva kartalla 202) sekä kaavan reunassa tonttien eteläpuolella. 3 Lausunto Moreenin uudesta hulevesien hallintasuunnitelmasta. Jutila, Heli

9 ESIKOPIO 8 (19) 4.4 Vaiheistus Alueen 1. vaiheen, vuoteen 2020 mennessä suunnitellun, rakentamisen hulevesien hallinta on esitetty liitteen 203 kartalla. Karanojan suunnan rakentaminen ja osavaluma-alueiden 1.4, 1.6 ja 1.7 kuivatus järjestyy rakentamisen edetessä hyödyntäen nykyisiä avouomia. Osavaluma-alueiden hulevedet ehdotetaan johdettavan 1. vaiheessa nykyisille reiteille Miemalan harjun suppiin ja painanteisiin. Lopullisen vaiheen kuivatusreitti MT 130:n suuntaisesti on kustannustehokkainta rakentaa vasta VT 3:n ja MT 130:n välisten tonttien rakentuessa. Väliaikaisessa ratkaisussa tulee käsitellä luonnonsuojelualueen suppaan johtuvat vedet suodattavalla rakenteella. Jos osa hulevesistä johdetaan luonnonsuojelualueen suppaan myös lopullisessa vaiheessa, tulee suodatusrakenne rakentaa pysyväksi. Tämä tulee huomioida maankäytön suunnittelussa ja tarkentaa kartan 203 viitteellistä biopidätysalueen sijaintia. Mahdollisten tulvariskien vuoksi Pietilän länsipuolen ojaan ohjataan maksimissaan 300 l/s:ssa. Tämän ylittävät virtaamat ohjataan MT 130:n nykyiseen reunaojaan. 4.5 Tasaussuunnitelma Suunnittelutyön aikana todettiin hulevesien useamman purkureitin ja niiden rajoitteiden takia tarve määritellä alueelle yleistasaus, joka sovittaa yhteen kadut, tontit sekä hulevesireitit. Suunnittelualueella korkeuserot suuria ja laaja-alaisia. Tonttien suuresta koosta johtuen leikkausten ja täyttöjen massamäärät kasvavat varsin suuriksi. Suunnittelualuetta hallitsee keskialueen suuri moreenimäki, jonka huippu yltää 165m korkeuteen. Mäki toimii myös aluen valuma-alueen ja pohjavedenmuotostumisen jakajana. Mäen laajaalaisuuden, kasvillisuuden maaperäkartan perusteella voidaan päätellä alueen maaperän olevan varsin tasalaatuista ja lähtökohtaisesti rakentamiseen ja täyttöihin soveltuvaa. Mäen itäalue kuuluu Hämeenlinnan veden Kulmalahden pohjavedenottamon muodostumisalueeseen, jonka vuoksi alueella on pohjaveden mittausputkia ja sekä tehtyjä havaintoja pitältä aikaväliltä. Alueen jatkosuunnittelussa nämä tiedot tulee ottaa huomioon arvioidessa tulevaa pohjaveden muodostumista. Yleistasaus pyrittiin suunnittelemaan siten, että tontit olisivat mahdollisimman pitkälle viettoviemäröitävissä ja hulevedet johdettavissa katujen yhteydessä oleviin viivyttäviin avouomiin. Huleveden laadullista parantamista tässä työssä ei käsitelty. Suunnittelun lähtökohtana oli että kadut ja hulevesien avouomat toimivat myös tonttien tulvareitteinä. Tonttien tason ja huleveden tulvakorkeuksien väliin jätettiin noin metrin varmuusvara. Yleistasaus tehtiin laserkeilausaineistosta tehdyn maastomallin sekä asemakaavaehdotuksen mukaisten tonttien ja katualueiden mukaan. Yleistasauksen kannalta koko kaava-alueen toteuttamisen tekee haasteelliseksi se, että tontit eivät ole alkuunkaan tasa-arvoisia massatasapainon suhteen. Kuitenkin alueen maaperäolosuhteet eivät vaihtele tonteittain merkittäväksi. Siten jatkosuunnittelussa voidaan tarkentaa tonttikohtaista massatasapainoa huomattavasti. Kun jatkosuunnittelussa otetaan huomioon myös maaperätutkimukset ja alueelliset perustamistapalausunnot sekä oletettavat rakennekerrokset, saadaan massatasapainoa ja maatöiden määrää tehostettua merkittävästi. Tämä yleistasaus toimii hulevesireittien, katusuunnittelun, kaavoituksen sekä vaiheistuksen suunnittelun lähtötietona. Lisäksi tasauksessa on esitetty massatöiden kannalta haastellisimmat alueet ja esitetty massatasapainon kannalta oleellisimmat luiskien kohdat sekä alueet

10 ESIKOPIO 9 (19) jotka tulisi jättää tonttivarauksien ulkopuolelle. Kuvassa 5 on yleistasauksen mukaiset leikattavat (sininen) ja täytettävät (punainen) alueet. Tasaussuunnitelma-aineisto on esitetty liitteissä 5-6. Kuva 5. Leikkaus- (sininen) ja täyttöalueet (punainen) yleistasauksen mukaisesti. 5 MITOITUS JA TOIMIVUUSTARKASTELUT 5.1 Maankäytön muutos Hulevesien muodostumiseen vaikuttavan tulevan maankäytön läpäisemättömän pinnan osuus määritettiin eri maankäyttömuodoille asetettujen arvojen avulla (taulukko 1). Nämä arvot saatiin arvioimalla erikseen kunkin maankäytön sisältämien hulevesien muodostumisen kannalta merkittävien päällysteiden osuudet (katto, asfaltti, kiveykset ja esim. sora, maa ja nurmi sekä metsä). Maankäyttömuotojen osuudet määritettiin kehittämissuunnitelman (SITO, 2012) mukaisesti.

11 ESIKOPIO 10 (19) Taulukko 1. Läpäisemättömän pinnan osuus maankäyttömuodon mukaan. Maankäyttö TIA (total impervious area) laskennallinen läpäisemättömien pintojen määrä TONTTI 82 % EV 13 % KATU 75 % VL 13 % METSÄ 10 % 5.2 Mitoitussateet Nykytilanteeseen ero läpäisemättömän pinnan määrässä alueen kehittyessä on huomattava. Nykyisin suunnittelualueen tiestöä ja kaatopaikkaa lukuun ottamatta alue on metsän peitossa. Selvitysalueen rajauksen sisällä nykyisin Karanojan osavalumaalueen läpäisemättömän pinnan osuus on noin 12% ja rakentamisen jälkeen laskettu TIA-arvo puolestaan noin 56%. Vastaavat luvut itään purkavalle alueelle ovat nykytilassa noin 14% ja rakentamisen jälkeen 64%. Rakentaminen vaikuttaa aina vedenjakajiin jossain määrin, mutta suunnitellun yleistasauksen pohjalta päävalumaalueissa ei tapahdu merkittäviä muutoksia. Tarkasteluissa on käytetty Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU) 4 loppuraportissa ja Hulevesioppaassa 5 esitettyjä sateen keskimääräisiä intensiteettejä 1 km 2 :n aluesadannalle. Sadetiedot ovat viimeisimpiä yleisessä käytössä olevia tietoja ja ne perustuvat Suomessa kesällä aikana tehtyihin tutkasadehavaintoihin ja vastaavat Etelä-Suomen sateita. Tarkasteluja tehtiin lukuisilla toistuvuudeltaan ja kestoltaan erilaisilla rankkasateilla, joista tärkeimmät on koottu taulukkoon 2. Taulukko 2. Esimerkkejä mallinnuksessa käytetyistä rankkasadetapahtumista. Kesto Toistuvuus Keskim. intensiteetti Sademäärä 10 min 1/5a 0,60 mm/min 146,7 l/s*ha 8,8 mm 15 min 1/5a 0,73 mm/min 121,7 l/s*ha 11,0 mm 30min 1/5a 0,50 mm/min 83,3 l/s*ha 15,0 mm 60 min 1/5a 0,32 mm/min 53,3 l/s*ha 19,2 mm 15 min 1/50a 1,26 mm/min 210,0l/s*ha 18,9 mm 30 min 1/50a 0,80 mm/min 133,0 l/s*ha 24,0 mm 60 min 1/50a 0,50 mm/min 83,3 l/s*ha 30,0 mm 180 min 1/50a 0,24 mm/min 40,3 l/s*ha 43,6 mm 6h 1/50a 0,14 mm/min 23,8 l/s*ha 51,5 mm 12h 1/50a 0,09 mm/min 15,2 l/s*ha 65,5 mm Ilmastonmuutoksen on ennustettu kasvattavan rankkasateiden intensiteettejä keskimäärin % vuosiin mennessä 4. Arviot perustuvat Ilmatieteen 4 Aaltonen, J. ym Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU). Suomen Ympäristö, s. 5 Kuntaliitto Hulevesiopas.

12 ESIKOPIO 11 (19) laitoksen ennusteisiin. RATU:n 4 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. 5.3 Hallintajärjestelmän mitoitus Selvitysalueen hulevesijärjestelmä mitoitettiin ja sen toimivuutta ja riittävyyttä tarkasteltiin tässä työssä laaditun hulevesimallin avulla. Mallinnus suoritettiin FCG SWMM -ohjelmalla (Storm Water Management Model), joka sisältää hulevesien muodostumista kuvaavan hydrologisen valuma-aluemallin sekä virtausreittejä kuvaavan hydraulisen mallin. Rakentamisen aiheuttamia muutoksia suunnittelualueelta purkautuviin hulevesimääriin arvioitiin jakamalla selvitysalue 160 osavaluma-alueeseen (kuva 6), joille annettiin hulevesien muodostumista kuvaavat parametrit. Edellä kuvattujen läpäisemättömän pintojen lisäksi näitä ovat mm. osavaluma-alueen kaltevuus ja pintojen epätasaisuutta kuvaava painannesäilyntä. Kuva 6. Laskennassa käytetyn hulevesimallin runko Katualueiden mahdollisten hulevesiviemärien mitoittavana sateena käytettiin keskimäärin kerran viidessä vuodessa (1/5a) toistuvaa sadetapahtumaa. VT 3:n moottoritien alittavien rumpujen kapasiteetin varmistamiseksi yleisten alueiden viivytystilavuuksien mitoittamiseen keskimäärin kerran 50 vuodessa tapahtuvien sadetapahtumien aiheuttamia virtaamia.

13 ESIKOPIO 12 (19) Hulevesiviemäri- ja avouomaverkosto Mallilla laskettiin eri toistuvuuksia vastaavat, eripituisten mitoitussateiden aiheuttamat virtaamat. Näin suurella alueella verkoston latvalla suurimman virtaaman aiheuttaa lyhytkestoinen korkean intensiteetin sadetapahtuma, jossa kokonaissademäärää jää kuitenkin pieneksi. Verkoston alajuoksulla puolestaan tiettyä toistuvuutta vastaavat virtaamat ovat suurimmillaan pitempikestoisilla sateilla, joissa sadetapahtuman intensiteetti on pienempi, mutta kokonaissademäärä on suurempi. Laskennassa on oletettu tonttikohtaisesti pidätettävän hulevesiä 1 m³/100 m² läpäisemätöntä pintaa kohti sekä yleisillä alueilla liitteen 2 kartan mukaisesti. Hulevesien kuivatusverkko voidaan rakentaa joko hulevesiviemäreillä tai avouomilla sekä näiden yhdistelmänä. Avouomia käytettäessä uoman syvyyden määrittää tonteilta tulevien hulevesiviemärien tai uomien korkotaso. Mitoituksen lähtökohtana yleissuunnitelmatasolla pidettiin uoman syvyytenä 2 metriä ja luiskien kaltevuutena 1:2. Uoman pohjan leveyden ollessa 1 metri on uoman tilantarve tällöin vähintään 9 metriä. Laskennallisesti tämän kokoisen avouoman kapasiteetti on 1 % kaltevuudella 10,0 m³/s (n=0,1). Tämä riittää suunnittelualueella kaikille mahdollisille sadetapahtumille. MT 130:n suuntaisella perattavalla / kaivettavalla kuivatusreitillä lopullisessa tilanteessa virtaamat ovat 1/50a sadannoilla suurimmillaan Tapomäentien ja Miemalantien välillä noin 2,6 m³/s. 1. vaiheessa viivytysalueelta 1.1B tulee varautua johtamaan MT 130:n suuntaisesti seuraavalle rummulle noin 400 l/s nykyisen Pietilän suunnan kapasiteetin (~300l/s) ylittäviä ylivirtaamia. Lopulisessa tilanteeessa on varauduttava Karanonjatien ja Tapomäentien välisellä osuudella noin 1000 l/s (1/50a mioitus) kapasiteetin varmistamiseen uudella reitillä. Kartalle 202 on koottu verkoston laskettuja maksimivirtaamia 1/5a ja 1/50a sadetapahtumilla. Yleissuunnitelmakartoissa on laskettu tarvittavien hulevesiviemärien koko jos katualueilla ei ole mahdollista tilantarpeen johdosta rakentaa avouomia. Mitoituksena käytettiin 1/5a sateita eri toistuvuuksilla sekä oletettiin tonteilla viivytettävän hulevesiä 1 m³/100 m² läpäisemätöntä pintaa kohti. Ilman tonttikohtaista viivytystä putkikoot olisivat suuremmat kautta verkoston Hulevesien viivyttäminen yleisillä alueilla Hulevesien viivytystilavuudet yleisillä alueilla määritettiin siten että VT 3:n alittavat rummut vetävät padottamatta 1/50a toistuvuuden eri sadannan kestoilla. Tämä varmistettiin rajoittamalla huippuvirtaama rumpuihin 800 l/s:ssa. Kartalla 202 on ehdotus tarvittavan viivytystilavuuden järjestämisestä. Jos katualueiden hulevedet johdetaan viivyttävissä avouomissa, voidaan vastaavasti vähentää kartan keskitettyjen alueiden tilavuuksia. Suunnitelmassa ehdotetaan hulevesivirtaamien rajoittamista VT 3:n länsipuolella siten, että nykyisiä moottorien alittavia rumpuja voidaan hyödyntää jatkossakin. Tämä pienentää tulvariskiä myös koko alajuoksun kuivatusreitillä sekä vähentää VT 3:n itäpuolen uomien ja rumpujen saneeraustarvetta. Kuvissa 7 ja 8 on kuvattu hulevesivirtaamia kahdelle rummulle (4021 ja 4014) 1/50a sadetapahtumilla. Punaisella on merkitty virtaamat rakentamisen jälkeen ilman hulevesien hallintaa ja sinisellä rakentamisen jälkeen kun tonttikohtainen ja yleisten alueiden viivytys oli laskelmissa mukana. Rummun 4021 (F ~30 ha) huippuvirtaamat

14 ESIKOPIO 13 (19) nousisivat l/s:ssa ja rummun 4014 (F~100ha) jopa yli 4000 l/s:ssa ilman hulevesien viivytystä. Kuva 7. Virtaamat suunnittelualueelta rummulle 4021 hulevesien hallintajärjestelmän ollessa toiminnassa (sininen käyrä) ja ilman hallintaa (punainen käyrä). Sadetapahtumat 1/50a 15min, 30 min ja 60 min.

15 ESIKOPIO 14 (19) Kuva 8. Virtaamat suunnittelualueelta rummulle 4014 hulevesien hallintajärjestelmän ollessa toiminnassa (sininen käyrä) ja ilman hallintaa (punainen käyrä). Sadetapahtumat 1/50a 15min, 60 min ja 180 min. VT 3:n itäpuolella ehdotetaan 1. vaiheessa hulevesiä johdettavan nykyisille reiteille. Aiemmassa hulevesisuunnitelmassa (Ramboll 2010) ehdotettiin alueen 1.1 hulevesille uuden uoman rakentamista rummun 1014 jälkeen nykyisen reitin tulvariskien vuoksi. Toinen vaihtoehto on käyttää nykyistä uomaa mutta rajoittaa suurinta virtaamaa turvalliselle tasolle, arviolta noin 300 l/s:ssa, VT 3:n ja MT 130:n välillä olevaa maastonpainannetta hyödyntäen ja varmistamalla viivytystilavuudeksi 1500 m³. Tällöin ei MT 130:n suuntaiseen ojaan tarvitse purkaa ylivuotoa kuin kerran 10 vuodessa ja sitä harvemmin toistuvilla sateilla. Lopullisen vaiheen uuden kuivatusreitin loppupäähän mallinnettiin 3000 m³:n viivytysalue, jolla saadaan padottamatta 1/20a sadetilanteet vielä NS 1000 rummun kautta eteenpäin. 1/50a tapahtumilla sallitaan ~5cm padottaminen rummun yläjuoksulle. Karanojan suuntaan purkavien yleisten alueiden viivytystilavuus arvioitiin käyttämällä mitoituksena 1,5m³ / 100 m 2 yläpuolisen valuma-alueen läpäisemätöntä pintaa kohden. Lopullinen viivytyksen tarve tulisi olla linjassa Karanojan yläjuoksun kaava-alueen kanssa huomioiden virtaamien hallinannan tarve Karanojan (myöh. Koskelanojan) alajuoksun tulvariskien suhteen. Suunnittelualueen alapuolella oleva suoalue ja Lähdelammi tasannevat virtaamia tehokkaasti. Karanojan suunnan tontit purkavat pääasiassa omina yksiköinään Karanojaan, jolloin kuivatus ja viivytys on tehokkainta toteuttaa viivyttävillä uomilla viheralueilla tai tonttien välissä (kartat 202,203)

16 ESIKOPIO 15 (19) 5.4 Tulvareitit ja riskikohteet Hulevesien vähentämisen, viivyttämisen ja perinteisen johtamisen lisäksi on suunniteltava erityistilanteita varten hulevesien tulvareitit. Niillä turvataan hulevesien hallittu johtaminen ja rakenteiden kuivana pysyminen tilanteissa joissa hulevesiviemäriverkon ja hallintamenetelmien kapasiteetti ylittyy. Myös viivytysalueilta tulee olla aina hallitut ylivuotoreitit tulvatilanteita varten. Ylivuodon tarkoituksena on estää hallintajärjestelmän hallitsematon tulviminen esimerkiksi sen yläpuoliseen verkostoon ja rakennusten salaojiin asti. Liikenteellisesti merkittävimmät tulvariskit kohdistuvat VT 3:lle. Moottoritien alittavien rumpujen kapasiteetti varmistettiin suunnittelemalla ja mitoittamalla hulevesien hallinta siten, että 1/50a tulvatilanteet eivät aiheuta padottamista rummuille. Taulukossa 3 on arvioitu VT 3:n rumpujen yläjuoksun laen etäisyyttä moottoritien pintaan. Poikkeustilanteissa (tukos, äärimmäiset rankkasateet) rummulla 4017 näyttäisi olevan melko vähän marginaalia tien pintaan. Tämä on syytä tarkistaa ja huomioida jatkosuunnittelussa esim. varmistamalla tulvareitti etelään seuraavalle rummulle Mallinnuksen perusteella 1/100a sateilla padottumista esiintyy lyhyillä 30min-60min sateilla rummuilla 4017 ja Rummun 4017 lisäksi myös rummulta 4020 tulee varmistaa tulvareitti seuraavalle rummulle alajuoksulle (4019). Rummut 4016 ja 4019 vetävät viettonsa puolesta huomattavasti paremmin. Taulukko 3. VT 3:n alittavien rumpujen laen etäisyys tien pintaan. Rumpu Rummun laen etäisyys tien pintaan (m), arvio Jatkossa hulevesien johtamiseen käytettävät nykyiset avouomat on syytä inventoida kapasiteetin pullonkaulojen sekä merkitsemättömien putkitusten yms. selvittämiseksi. 6 KUSTANNUSARVIO 6.1 Hulevedet Liitteessä 4 on esitetty kooste hulevesijärjestelmän kustannusarvioista eri toteutusvaihtoehdoilla. Kustannusarviot perustuvat FORE-järjestelmän yksikköhintoihin sekä eri hankkeista kerättyihin tietoihin hulevesijärjestelmien hinnoista. Uusia pääkuivatusreittejä tarvitaan yleissuunnitelman (liite 2, kartta 202) mukaisesti toteutettuna yhteensä noin 16 km. Tästä katulinjoilla kulkee noin 8 km, jonka rakentamisen kustannukset putkitettuna ovat noin 2,5M. Viivyttävinä avouomina toteutettuna kustannukset olisivat puolestaan noin 1M. Tämän lisäksi suunnitelmissa esitetään viivyttävää avouomaa 1,3 km (0,16 M ) ja normaalia avouomaa 6,7 km (0,25M ) Hulevesien johtamisjärjestelmän kokonaiskustannukset olisivat siten 1,4M kokonaan avoimena ja katualueet viemäröitynä puolestaan noin 2,9M.

17 ESIKOPIO 16 (19) Yleisten alueiden arvioitu hulevesien viivytystarve on kokonaisuudessaan noin m³ ja liitteen 4 mukaisilla yksikkökustannuksilla arvioituna kokonaiskustannukset ovat noin 1,4M. Rakentamisolosuhteista ja maisemoinnista riippuen vaihtelu kustannuksissa on kuitenkin suurta. Esimerkiksi olemassa olevien maastonpainanteiden hyödyntämisellä ylijäämämassoista rakennettujen vallien avulla kustannukset jäävät pienemmiksi. Viivyttämisen kustannukset pienenevät myös jos katualueiden hulevedet hallittaan viivyttävillä avouomilla, jolloin yleisten alueiden viivytystilavuutta voidaan vastaavasti vähentää. Avouomat vievät toisaalta tilaa mahdollisilta tonttialueilta mitä ei kustannusarviossa ole huomioitu. Yhteensä yleisten alueiden hulevesien hallinnan kustannusarvio on 4,3M katualuet putkitettuna ja 2,8M avoumilla toteuttuna. Tämän lisäksi inventoitavaa ja perattavaa avouomaa on noin 8 km. Tähän arvioidaan lisäksi tarvittavan noin 0,1M. Tonttikohtaisen hulevesien hallinnan kokonaistarve on esitetyllä viivytysvelvoitteella 1m³/100m 2 lopullisessa vaiheessa noin m³ (tonttialaa 250ha, läpäisemätöntä pintaa keskimäärin 82 %). Maanpäällisenä toteutettuna arvioitu kokonaiskustannus olisi noin 1,25M. Yksikkökustannuksina käytettiin hieman korkeampaa arviota kuin yleisillä alueilla pienemmistä yksiköistä johtuen. Maanalaisen viivytyksen toteuttamiskustannukset ovat huomattavasti korkeammat ja suositeltavaa vain poikkeustilanteissa. 6.2 Tasaus ja pohjarakennus Yleistasauksen ja tonttikohtaisen massatasapainolaskelman avulla arvioitiin jatkosuunnittelua varten koko alueen maatöidenkustannuksia. Massalaskelmat tehtiin maaperäkartan perusteella olettamuksella että 80% leikattavista massoista olisi käytettävissä täyttöihin. Loput maalajit kuten pinta- ja turvemaat voitaisiin läjittää suunnittelualueen sisäisesti viheralueelle. Yksikkökustannuksia arvioidessa oletettiin että leikattavat massat voidaan täyttää joko tontille tai korkeintaan 1 km päähän leikkauspaikasta. Maatäyttojen yksikköön laskettiin leikkauksista saataville massoille vastaanotto ja tiivistyksen kustannus sekä ostomaille rakennekerrosten kustannus. Taulukko 4. Koko alueen massa- ja kustannusarvio. Määrä (m³) / m³ Yhteensä Maaleikkaukset* Massat täyttöihin 85% Massat läjitykseen 15% Maatäytöt Leikkauksista Ostomaalla * Maaleikkausten käytettävyys täyttöihin arviotu ilman pohjatutkimustuloksia

18 ESIKOPIO 17 (19) 7 VAIKUTUKSET POHJAVETEEN Suunnittelualueen itäpuolella sijaitsee Hattelmalanharjun pohjavesialue ja lähin vedenottamo (Kylmälahden vo.) MT 130:n ja VT 10:n risteyksen kaakkoispuolella noin 2 km suunnittelualueen pohjoisreunasta pohjoiseen. Maankäytön vaikutukset pohjaveden muodostumiseen ovat suurimmat suunnittelualueen pohjoisosassa, nykyisten valuma-alueiden 1-3 alueella (kuva 9). Nykytilanteessa alueen pintavalunta kulkee avouomia pitkin harjun suppiin ja painanteisiin ja imeytyy pohjaveteen. Rinteeseen imeytynyt vesi kulkeutuu myös pinnan muotojen perusteella näiltä alueilta hiljakseen pohjavesialueelle vaikka ei merkittyyn pohjaveden muodostumisalueeseen kuulu. Yhteensä alueiden 1-3 pinta-ala on noin 1 km 2 joten vaikutukset imeytyviin vesimäärin voivat olla merkittävät. Alueen eteläosan (4-7) vaikutus pohjaveteen on vähäisempi. Jatkosuunnittelussa tulee linjata onko tarvetta ja voidaanko teollisuusalueen hulevedet ylipäätänsä johtaa edelleen suppiin ja painanteisiin. ELYkeskukselle on lähettty alustava lausuntopyyntä asiaa koskien. Tässä työssä esitetty hulevesien johtamisen periaateratkaisu mahdollistaa nykyisten purkureittien käyttämisen edelleen hulevesien johtamiseen harjualueelle siten, että MT 130:n suuntaisella uudella kuivatusreitillä johdetaan ylivirtaamatilanteet, ja tietyn nykyisten reittien ja suppien arvioitua imeyttämiskykyä vastaavat hulevedet ohjataan harjun suuntaan. Kartan vaiheen biopidätysaluetta suositetaan käytettäväksi tällöin myös lopullisessa tilanteessa. Samoin teollisuustonttien luonteesta riippuen viivytysalueen 1.1B yhteyteen voi olla tarpeen hulevesien käsittely. Pohjavesialueelle riskin muodostavat toiminnot tulisi mahdollisuuksien mukaan sijoittaa alueiden 1-3 ulkopuolelle.

19 ESIKOPIO 18 (19) Kuva 9. Suunnittelualue, nykytilanteen osavaluma-alueet ja päävirtatausreitit sekä Hattelmalan pohjavesialue. 8 SUOSITUKSET JATKOSUUNNITTELUUN Alueen sisäisen hulevesien hallinnan kannalta merkittävin vaikutus on johtamistavan valinnalla. Avouomina toteutettuna tonttien kuivatuksena asettama syvyysvaatimus (~2m) edellyttää noin 10 m tilavarausta katutilassa/tonttien rasitteena. Uoman vedenjohtokapasiteetin kannalta liiallista vedenjohtokapasiteettia voidaan hyödyntää samalla hulevesien viivyttämiseen pienentäen keskitettyjen viivytysalueiden tilantarvetta. Viivytystilavuuden kasvattaminen linkittyisi samalla rakentamisen etenemiseen. Kaatopaikan lounaispuolen tontti vaatii eritystarkastelua jatkosuunnittelussa. Nyt jaettu kahtia tasausta suunnitellessa ja Karanoja jätetty nykyiseen uomaan. Karanojan kierrättäminen alkuperäisen tontin lounaisreunasta vaatisi merkittäviä leikkauksia. Uoma voidaan myös putkittaa tontin kohdalla. Kaatopaikan laajentuessa tälle tontille putkittamisella voidaan estää roskaantumista alajuoksulla. Putkitusta voidaan jatkaa myös nykyisen kaatopaikan eteläpuolelle. Tarvittava putkikoko kuitenkin merkittävä laajan yläpuolisen valuma-alueen koosta johtuen (NS ) ja sitä myöten kustannukset korkeat. Rakentamisen 1. vaiheessa suositetaan hyödyntämään nykyisiä reittejä suunnittelualueen pohjoisosan tonttien hulevesien johtamiseen. Hulevedet päätyvät

20 ESIKOPIO 19 (19) painanteisiin/suppiin mutta väliaikaisena ratkaisuna hyväksyttävä. Luonnonsuojelualueen suppaan johdettavat hulevedet suositetaan käsiteltävän esim. suodattavan rakenteen läpi. Toinen vaihtoehto on rakentaa/perata etupainoteisesti purkureitti MT 130:n ja Rastilantien suuntaisesti. Tähän vaikuttaa VT 3:n ja MT130:n tonttien rakentamisen aikataulu. Kustannusten kannalta järkevintä rakentaa teiden välisen alueen rakentumisen kanssa. Lopullisessa tilanteessa kuitenkin välttämätön ylivirtaamien johtamiseksi purkuvesistöön. Tonttikohtaisesti ehdotetaan kaavaan tai tontin luovutusehtoihin lisättäväksi velvoite pidättää hulevesiä 1 m³ jokaista 100 tontin vettäläpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Suositeltava rakenne tonteille on lastaus- ja paikoitusalueiden hulevesien viivyttäminen ja käsitteleminen biopidätyspainanteissa. Biopidätyspainanteet ovat muuta ympäristöä alempana olevia istutettavia alueita, joihin hulevedet johdetaan. Biopidätyspainanteeseen varataan lammikoitumistilaa, josta hulevesi suodattuu maakerrosten läpi ja johdetaan yleiseen kuivatusjärjestelmään. Tulvatilanteita varten tulee varmistaa ylivuoto. Tontin luonteesta riippuen voi olla tarvetta asentaa myös öljynerotusjärjestelmät. Hattelelmanharjun I-luokan pohjavesialue sijaitsee suunnittelualueen itäpuolella. Vaikka suunnittelualue ei sijaitse merkityn pohjavedenmuodostumisalueen sisällä, noin 1 km 2 :n suuruisen alueen pohjavalunta päätyy lopulta harjuun. Esitetty suunnitelmaratkaisu mahdollistaa tarvittaessa rakentamisen jälkeisten hulevesien käsittelyn ja johtamisen nykyisille suppiin ja painanteisiin päätyville reiteille. Reittien arvioidun kapasiteetin ylittävät virtaamat ohjattaisiin uudelle MT 130:n suuntaiselle purkureitille. Laatineet: Lauri Harilainen suunnitteluinsinööri, dipl.ins. Juha-Pekka Saarelainen projektipäällikkö, ins. AMK Tarkastanut: Perttu Hyöty toimialajohtaja, dipl.ins