TUOMARILAN KOULU HULEVESISELVITYS

Transkriptio

1 Vastaanottaja Matti Kaurila, Espoon tilakeskus Asiakirjatyyppi Hulevesiselvitys Päivämäärä TUOMARILAN KOULU HULEVESISELVITYS

2 TUOMARILAN KOULU HULEVESISELVITYS 2 Päivämäärä Laatija Tarkastaja Kuvaus Niina Tuokko Salla Hostikka Hulevesiselvitys Viite Kannen kuva: Espoon kaupunki, 2015 Ramboll PL 25 Säterinkatu ESPOO P F

3 1 SISÄLTÖ 1. Johdanto 2 2. Tarkastelualueen tiedot 2 3. Mitoitusperusteet 4 4. Vaihtoehtoiset suunnitelmat 5 5. Tulokset ja suositukset Vaihtoehto Vaihtoehto Kustannusarvio Yhteenveto ja johtopäätökset 11

4 2 1. JOHDANTO Tässä työssä selvitettiin Tuomarilan koulun tontin hulevesien viivytystarve yleissuunnitelmatasoisesti. Suunnittelualueella sijaitsee nykytilassa Tuomarilan koulu, jota aiotaan laajentaa. Lisäksi piha-alue tullaan uusimaan. Työssä verrattiin kahta eri toteutusvaihtoehtoa ja näiden vaihtoehtojen vaikutusta viivytysvaatimuksen mukaiseen tarvittavaan viivytyskapasiteettiin. Työssä tutkittiin lisäksi millaisia hulevesivirtaamia tontilla syntyy nykytilassa sekä kahden eri toteutusvaihtoehdon myötä. Virtaamia verrattiin tilanteeseen, jossa tontti olisi luonnontilainen. Työssä esitettiin ehdotukset hulevesien viivytysrakenteiksi sekä niiden tilavarauksiksi. Lisäksi esitettiin alustava kustannusarvio. Työssä käytetty koordinaattijärjestelmä on GK25 ja korkeusjärjestelmä N TARKASTELUALUEEN TIEDOT Suunnittelualue sijaitsee Keski-Espoossa, 40. kaupunginosassa (Espoon keskus). Suunnittelualueen osoite on Puistotie 13 ja se käsittää tontin nro Alue rajautuu idästä Puistotiehen, etelästä Heinäväenpolkuun, lännestä Sunankaareen ja pohjoisesta asuinrakennuksille varattuun tonttiin. Suunnittelualueen koko on noin 1,2 ha. Kohdealueen sijainti on esitetty kuvassa 1. Kuva 1. Suunnittelualueen sijainti. Päävaluma-alueista suunnittelualue kuuluu Välialueeseen (81V054), jonka vedet laskevat Nuottalahteen Suomenojan alueella. Pienvaluma-alueista suunnittelualue sijoittuu paikallisena korkeimpana kohtana kolmen valuma-alueen raja-alueelle. Sijoittuminen on esitetty kuvassa 2.

5 3 Kuva 2. Suunnittelualueen ympäristön valuma-alueet. Suunnittelualue on rajattu punaisella. Veden virtausreitti tontin hulevesien purkupisteestä mereen noin 8 km. Tontin osuus purkuuoman koko valuma-alueesta (26 km 2 ) on noin 0,05 %. Maanpinnan korkeus vaihtelee suunnittelualueella noin mmp ja maanpinta laskee alueen koillis- ja kaakkoiskulmista kohti alueen länsirajaa. Tontin korkeusoloja on kuvattu kuvassa 3.

6 4 Kuva 3. Suunnittelualueen korkeusasemat. Marraskuussa 2016 tehdyn alustavan perustamistapaselvityksen mukaan suunnittelualueella on tehty maanmuokkaustoimenpiteitä ja luonnollinen pohjamaa on näin ollen korvattu osittain täyttömateriaalilla. Täyttömateriaalin laadusta ei ole tarkempaa tietoa. Tontilla on paljasta kalliopintaa nykyisen eteläisen koulurakennuksen itäpuolella, tontin kaakkoiskulmassa sekä tontin luoteisosassa. Keski- ja pohjoisosassa irtomaakerrokset koostuvat pääosin hiekasta ja humuksesta (noin 0,2-0,6 m) ja niiden alla on hiekka- ja moreenikerroksia. Tontin reuna-alueilla olevat irtomaakerrokset koostuvat pääosin savesta. Savikerros paksunee kohti tontin etelä-, itä- ja lounaisreunaa. Suunnittelualueen itärajalla on pohjavesiputki, jossa pohjavesi on ollut korossa +23,78 eli noin 1,5 m syvyydessä maanpinnasta mittaushetkellä Tontti liittyy nykytilassa hulevesiviemäriin tontin itälaidalta likimäärin Sunankaaren ja Joupinpuiston risteyksessä. Liitoksen korko on +16, MITOITUSPERUSTEET Suunnittelualueen hulevesien viivytystarve määritettiin Kuntaliiton Hulevesioppaassa (2012) esitetyn viivytyssuosituksen mukaisesti. Suosituksen mukaan tonttikohtaisen viivytyksen suositus on viivyttää 1 m 3 vettä jokaista 100 m 2 päällystettyä kovaa pintaa kohden. Viivytysvaatimukseen laskettiin mukaan katto-, asvaltti- ja kumipinta sellaisenaan. Lisäksi suunnitelmissa esitetty kivituhkapinnoite ja hiekkatekonurmi laskettiin 70 % osuudella mukaan viivytysvaatimukseen. Työssä tutkittiin viivytystarpeen lisäksi tontilla syntyviä hulevesivirtaamia nykytilassa, kahden vaihtoehtoisen suunnitelman tilanteessa sekä tilanteessa, jossa tontti olisi luonnontilainen. Virtaamat laskettiin kaavalla =

7 5 jossa Q kuvaa virtaamaa, φ pinnan valumakerrointa, i mitoitussateen intensiteettiä ja A suunnittelualueen pinta-alaa. Sateen kesto määräytyi suunnittelualueen koon mukaan. Sateen toistuvuudeksi valittiin viisi vuotta, joka on suositeltu toistuvuus tonttiviivytykselle ja sopii näin ollen myös tontin virtaamien tarkasteluun. Suunnittelussa käytetyt valumakertoimet on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1. Suunnittelussa käytetyt valumakertoimet. Pinta Valumakerroin, % katto 100 kivituhka 70 luonnonvarainen alue 10 asvaltti 90 hiekkatekonurmi 70 kumi 90 luonnontila 20 Käytetyt mitoitussateet on esitetty taulukossa 2. Taulukko 2. Käytetyt mitoitussateet. Sateen Sateen Sateen kesto Vaihtoehto toistuvuus intensiteetti 1/x a min l/s/ha luonnontila nykytila rakennettu tilanne Rakennetun tilanteen virtaamissa on huomioitu ilmastonmuutoksen aiheuttama 20 % lisäys sademäärissä. Luonnontilainen virtaama on laskettu olettaen, että koko tontin valumakerroin olisi 20 %. 4. VAIHTOEHTOISET SUUNNITELMAT Työssä verrattiin keskenään kahta eri suunnitelmavaihtoehtoa, vaihtoehtoa 1 (myöhemmin VE1) ja vaihtoehtoa 4 (myöhemmin VE4). Lisäksi tutkittiin millaisia virtaamia tontilla syntyy nykytilassa sekä tilanteessa, jossa tontti on oletettu luonnontilaiseksi. Eri vaihtoehdot on esitelty tässä luvussa. Tontin nykytila on esitetty kuvassa 4. Nykytilassa suunnittelualueella on paljon luonnontilaista aluetta tontin länsi- ja eteläosassa. Päällystetty alue painottuu tontin koilliskulmaan sekä itäreunalle. Päällysteinä on nykytilassa käytetty asvalttia sekä soraa.

8 6 Kuva 4. Tontin nykytila. Ensimmäinen tutkittu VE1 on esitetty kuvassa 5. Kuva 5. Vaihtoehto 1, suunnitellut pihapinnoitteet. VE1:ssä tontin länsiosa säilyy nykyisen tilanteen tapaan hyvin luonnontilaisena. Pihan itäosa pinnoitetaan asvaltilla, kivituhkalla sekä hiekkatekonurmikentällä. Luonnontilainen osuus pienenee nykytilan noin 60 %:sta VE1:ssä noin 30 %:iin päällystetyn pinnan osuuden kasvaessa.

9 7 Toinen tutkittu VE4 on esitetty kuvassa 6. Kuva 6. Vaihtoehto 4, suunnitellut pihapinnoitteet. Myös VE4:ssä tontin länsiosa on säilytetty luonnontilaisena. Tontin itäosa on päällystetty asvaltilla, kivituhkalla sekä osittain kumilla sekä hiekkatekonurmikentällä.ve4:ssä luonnontilaisen osuuden osuus on noin 30 % eli päällystetyn alueen koko kasvaa suunnilleen samassa suhteessa kuin VE1:ssä. Tontilla luonnontilassa, nykytilassa sekä eri suunnitteluvaihtoehdoissa syntyvät virtaamat on esitetty taulukossa 3. Taulukko 3. Syntyvät virtaamat eri tilanteissa 10 min mitoitussateella. Tilanne l/s tontti luonnontilassa 30 nykytila 70 vaihtoehto vaihtoehto Tontin kehityksen myötä virtaamat kasvavat noin kaksinkertaiseksi, koska päällystetyn pinnan osuus kasvaa. Vaihtoehdon 1 ja 4 välillä ei kuitenkaan ole suurta eroa. Vaihtoehdossa 1 virtaamat ovat hieman suuremmat kuin vaihtoehdossa 4.

10 8 5. TULOKSET JA SUOSITUKSET Alustavan perustamistapaselvityksen tietojen valossa imeyttäminen ei ole tontilla optimaalinen hulevesienhallintamenetelmä. Tämä johtuu kalliopinnan ja saven osuudesta ja sijainnista tontin maaperässä. Hulevesienhallinta on näin ollen toteutettava joko maanpäällisillä tai maanalaisilla viivytysrakenteilla. Koska kyseessä on koulutontti, jossa kaikki tila on toivottavaa saada hyödynnettyä parkki-, kulku- sekä leikkialueena, päädyttiin tontilla maanalaisiin viivytysrakenteisiin. Maanalaiset rakenteet ovat lisäksi turvallisempia suunnittelukohteen käyttäjäryhmän tarpeet huomioiden. Tontin itäreunalla sijaitsevasta pohjavesiputkesta tehtyjen mittausten perusteella pohjavesi on ollut mittauspaikalla elokuussa 2016 noin 1,5 m syvyydessä maanpinnasta. Koska tontin muiden osien pohjavesitasoista ei ollut tietoa, oletettiin, että pohjavesi on suunnilleen samassa tasossa maanpintaan nähden tontin muissakin osissa. Hulevesikasetit ja hulevesitunnelit on asennettava vähintään metrin pohjavedenpinnan yläpuolelle. Näin ollen hulevesikasettien ja tunneleiden käyttäminen viivytyksessä olisi haastavaa suunnitellun koulurakennuksen ja tontin itäreunan välisellä alueella. Tämä on optimaalisin alue viivytyksen järjestämiselle, koska tontin kovat pinnat sijoittuvat kyseiselle alueelle ja sieltä ne voidaan johtaa pintavaluntana viivytykseen. Viivytysratkaisuksi valikoitui ylimitoitettu betoniputki. Betoniputki pysyy painonsa ansiosta paikallaan pohjaveden aiheuttamasta nosteesta huolimatta. Lisäksi putki on mahdollista ankkuroida kallioon, jos tarpeen. Pihalla ja katoilla syntyvät vedet johdetaan tonttikaivoja ja tonttihulevesiviemäreitä pitkin ylimitoitettuun putkeen, jossa niitä viivytetään. Ylimitoitetusta putkesta lähtevän purkuputken suurin sallittu virtaama on noin 30 l/s, mikä vastaa tontilta luonnontilaisessa tilanteessa purkautuvaa kerran kahdessa vuodessa esiintyvän mitoitussateen aiheuttamaa virtaamaa. Kaivo, josta purkuputki lähtee, varustetaan lisäksi suuremmalla ylivuotoviemärillä. Vedet puretaan tontin länsireunaan rakennettavaan avouomaan, josta ne johdetaan edelleen tontin lounaiskulmassa olevaan ojaan. Kyseinen oja on alajuoksultaan viemäröity ja johtaa samaan hulevesiviemäriin kuin minne tontin vedet johdetaan nykytilassa. Jatkosuunnittelun lähtökohtana on se, että hulevesien viivytysrakenteiden ylivuoto tulee suunnitella rakennuksen alimman salaojitustason alapuolelle. Lisäksi tontin sisäiset tulvareitit on tutkittava tarkemman suunnittelun yhteydessä. 5.1 Vaihtoehto 1 VE1:n mukaisessa toteutuksessa tontin viivytysvaatimukseksi muodostui luvussa 3 esitettyjen mitoitusperusteiden (1m 3 /100m 2 kovaa pintaa) mukaisesti 80 m 3. Kuvassa 7 on esitetty kuinka viivytysvaatimuksen mukainen vesimäärä saadaan viivytettyä tontilla ylimitoitetussa putkessa. Putken sijoittelu on suuntaa antava ja sekä tarkka sijoitus että korkomaailma on tarkistettava jatkosuunnittelussa. Olemassa olevan purku-uoman taso on arvioitu kantakartan ja maastomallin perusteella, korko on tarpeen tarkistaa mittaamalla jatkosuunnittelua varten.

11 9 +21,32 +16,30 +21,02 Kuva 7. VE1 mukainen hulevesienviivytyssuunnitelma. Viivytysärjestelmän sijainti sekä korot ovat viitteellisiä ja ne tulee tarkistaa jatkosuunnittelussa. Putkella toteutettuna viivytysvaatimus täyttyy, kun tontille asennetaan esimerkiksi 1000B putkea. Näin ollen putken kokonaispituudeksi muodostuu noin 160 m. Pituudessa ei ole huomioitu tarkastuskaivoja. Viivytyksen suunnittelussa on oletettu, että kaikki kattovedet saadaan johdettua ylimitoitettuun viemäriin. Esitetty avouoma suositellaan kivettäväksi tulvatilanteissa ylivuotoputkesta tulevan suuren virtaaman varalta, jotta uoma on eroosiosuojattu. Uoma ei tarvitse erillistä ylivuotoa, koska rinne on niin jyrkkä, että vaaraa veden tulvimisesta rakennusta kohti ei ole, vaan se valuu rinnettä pitkin kadulla olevalle tulvareitille. Kivetty avouoma voi toimia myös maisemaelementtinä. Se tulee suunnitella niin, että uomaan ei jää pysyvää vesipintaa, vaan se tyhjenee sadetapahtuman päätyttyä.

12 Vaihtoehto 4 VE4:n mukaisessa toteutuksessa tontin viivytysvaatimukseksi muodostui luvussa 3 esitettyjen mitoitusperusteiden (1m 3 /100m 2 kovaa pintaa) mukaisesti 75 m 3. Kuvassa 8 on esitetty kuinka viivytysvaatimuksen mukainen vesimäärä saadaan viivytettyä tontilla ylimitoitetussa putkessa. Putken sijoittelu on suuntaa antava ja sekä tarkka sijoitus että korkomaailma on tarkistettava jatkosuunnittelussa. Olemassa olevan purku-uoman taso on arvioitu kantakartan ja maastomallin perusteella, korko on tarpeen tarkistaa mittaamalla jatkosuunnittelua varten. +22,16 +22,45 +16,30 Kuva 8. VE4 mukainen hulevesienviivytyssuunnitelma. Viivytysjärjestelmän sijainti sekä korot ovat viitteellisiä ja ne tulee tarkistaa jatkosuunnittelussa. Putkella toteutettuna viivytysvaatimus täyttyy, kun tontille asennetaan esim. 1000B putkea. Näin ollen putken kokonaispituudeksi muodostuu noin 96 m. Pituudessa ei ole huomioitu tarkastuskaivoja. Viivytyksen suunnittelussa on oletettu, että kaikki kattovedet saadaan johdettua ylimitoitettuun viemäriin. Esitetty avouoma suositellaan kivettäväksi tulvatilanteissa ylivuotoputkesta tulevan suuren virtaaman varalta, jotta uoma on eroosiosuojattu. Uoma ei tarvitse erillistä ylivuotoa, koska rinne on niin jyrkkä, että vaaraa veden tulvimisesta rakennusta kohti ei ole, vaan se valuu rinnettä pitkin kadulla olevalle tulvareitille. Kivetty avouoma voi toimia myös maisemaelementtinä. Se tulee suunnitella niin, että uomaan ei jää pysyvää vesipintaa, vaan se tyhjenee sadetapahtuman päätyttyä.

13 11 6. KUSTANNUSARVIO Toteutusvaihtoehdoista tehtiin hyvin karkea kustannusarvio. Kustannusarvio sisältää paljon epävarmuuksia, koska siinä on esim. oletettu, että koko ylimitoitettu putki saadaan asennettua kalliopinnan yläpuolelle, eikä louhintaa tarvita, mutta koska tämä perustuu arvioituun kalliopintaan, ei todellista louhintatarvetta ole mahdollista tässä työssä olevien lähtötietojen valossa arvioida. Lisäksi ylimitoitetun putken jälkeen rakennettavan purku-uoman mitat arvioitiin karkeasti, uoma tulee mitoittaa jatkosuunnittelun yhteydessä. Näiden karkeiden oletusten perusteella VE1:n kustannusarvioksi tulee noin e ja VE4:n kustannusarvioksi noin e. Ero hinnoissa johtuu lähinnä VE4:n lyhyemmästä putki- ja avouomaosuudesta. 7. YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Tuomarilan koulun tontille on suunnitteilla koulun laajennus sekä pihan uusiminen. Tässä työssä tutkittiin millainen hulevesien viivytystarve tontilla on tilanteessa, jossa se on rakentunut tehtyjen suunnitelmien mukaiseksi. Vaihtoehtoisia suunnitelmia oli kaksi, vaihtoehto 1 (VE1) ja vaihtoehto 4 (VE4), joista työssä tutkittiin molempia. Hulevesiviivytyksen perusteena pidettiin yleistä ohjetta, jonka mukaan vettä on viivytettävä 1 m 3 jokaista läpäisemätöntä päällystettyä 100 m 2 kohden. Näin ollen VE1:n mukaisen ratkaisun viivytysvaatimukseksi muodostui 80 m 3 ja VE4:n mukaisen ratkaisun viivytysvaatimukseksi 75 m 3. Suunniteltu viivytysratkaisu koostuu ylimitoitetusta betoniputkesta. Putkiratkaisuun päädyttiin, koska pohjaveden pinta on tontilla lähellä maanpintaa ja muiden maanalaisten viivytysrakenteiden asentaminen sinne olisi haastavaa. Maanalaiseen ratkaisuun päädyttiin, jotta tontilla jää mahdollisimman paljon tilaa muihin toimintoihin. Ylimitoitetussa putkessa viivytetyt vedet johdetaan tontin länsireunaan rakennettavaan avouomaan, josta ne puretaan tontin lounaiskulmasta lähtevään ojaan. Työssä verrattiin lisäksi tontilla syntyviä virtaamia oletetussa luonnontilassa, nykytilassa sekä VE1:n ja VE4:n mukaisessa tilanteessa. Virtaamat kasvavat nykytilasta noin kaksinkertaisiksi uusien toteutusvaihtoehtojen myötä. Viivytyksen myötä tontilta tuleva hulevesikuormitus ei kuitenkaan kasva päällystettyjen pintojen osuuden kasvaessa. Työn yhteydessä tehtiin karkea kustannusarvio, jonka perusteella VE4 on hieman edullisempi kuin VE1. Kustannusarvio tulee kuitenkin tarkentaa jatkosuunnittelun yhteydessä.