SIPOON JOKILAAKSON HULEVESIEN HALLINTASUUNNITELMA

Transkriptio

1 S U U N N IT T EL U JA T EK N IIK K A SIPOON KUNTA SIPOON JOKILAAKSON HULEVESIEN HALLINTASUUNNITELMA FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY P22534

2 1 (18) 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 VAIKUTUKSET HYDROLOGIAAN Vaikutukset hulevesien määrään Vaikutukset hulevesien laatuun Hulevesien hallinnan tarve ja tavoitteet SUUNNITTELLUT RATKAISUVAIHOEHDOT Kortteli- ja tonttikohtainen hallinta Hulevesien johtaminen ja yleisten alueiden hulevesijärjestelmät Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta Tulvareitit MITOITUS JA TOIMIVUUSTARKASTELUT Järjestelmän mitoitusperusteet Periaatteet kaavamääräysten laadintaan Hulevesimallinnus Toiminnalliset tarkastelut ja mitoitukset KUSTANNUSARVIO SUOSITUKSET JATKOSUUNNITTELUUN JA YHTEENVETO Liitteet LIITE 1 VHT- P Valuma-aluekartta 1:5000 (A3) LIITE 2 VHT- P Yleissuunnitelmakartta 1:2000 (A1)

3 2 (18) SIPOON JOKILAAKSON HULEVESIEN HALLINTASUUNNITELMA 1 JOHDANTO 1.1 Suunnitelman lähtökohdat ja tavoitteet Tehtävänä on laatia hulevesien hallinnan yleissuunnitelma Jokilaakson asemakaavaa varten. Työ on jatkoa aiemmin arkkitehtuurikilpailun pohjaksi laaditulle hulevesiselvitykselle 1. Työssä tarkennetaan aiemmin laadittua selvitystä asemakaavaluonnoksen maankäytön perusteella, päivitetään vaikutusarvioinnit sekä laaditaan asemakaavatason hulevesien hallintasuunnitelma. Erityisesti kiinnitetään huomioita maankäytön muutoksen vaikutuksista Sipoonjoen Natura-arvoihin sekä alueen pohjoispään Nordanån pohjavesialueeseen. Raportissa ja kartoissa esitetyt korkeudet ovat N60-järjestelmän mukaiset. 1.2 Projektin organisaatio 1.3 Käsitteitä Hulevesiselvitys on tehty konsulttityönä :ssä, jossa työn projektipäällikkönä ja pääsuunnittelijana on Lauri Harilainen. Työhön on osallistunut suunnittelija Eric Wehner ja tarkastajana Hannes Björninen. Työn tilaaja on Sipoon kunta ja yhteyshenkilönä Suvi Kaski. Lisäksi työn ohjausryhmään kuuluivat Matti Kanerva, Risto Hautsalo, Christel Kyttälä, Matti Huttunen ja Sini-Pilvi Saarnio. 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. 2 SELVITYSALUEEN NYKYTILA 2.1 Nykyinen maankäyttö, maaperä, pinnanmuodot ja pohjavesi Suunnittelualue on nykytilassa pääosin viljelyssä olevaa peltoa. Laaksosuontien varressa sekä Nikkiläntien varressa alueen kaakkoiskulmassa, Nikkiläntien molemmilla puolilla on asuin- ja maatilarakennuksia (kuva 1). Korkeimmat alueet nousevat alueen kaakkoisosassa noin +27 metriin. Täältä maanpinta laskee kohti Sipoonjokea, jonka keskivedenpinta on pohjakartan perusteella tasossa +4,8. Maaperän kaltevuus on loivimmillaan Laaksosuontien ympäristössä (~1%) ja peltoalueella yleisesti noin 2-5 % luokkaa. Hyvinkin jyrkkiä töyräitä on Sipoonjoen ja peltojen välisellä viher/suojavyöhykkeellä. Alueelle tehdyn rakennettavuusselvityksen 2 perusteella koko alueen pohjamaan kerrosrakenne on samanlainen. 1,5-3,5 metrin paksuisen kuivakuorikerroksen alla ylimpänä kerroksena on savea, sen alla silttikerros ja alimpana moreenia. Aivan alueen itäosasta savikerros puuttuu. Maaperäkerrokset kasvavat joelle päin mentäessä jonka läheisyydessä savikerros on yleisesti useamman metrin paksuinen. 1 Hulevesiselvitys Nikkilän Jokilaakson arkkitehtuurikilpailun pohjaksi. FCG Rakennettavuusselvitys Insinööritoimisto Severi Antonen Ky

4 3 (18) Suunnittelualueen Nikkiläntien pohjoispuolinen alue kuuluu Nordanån I-luokan pohjavesialueeseen (liite 1). Sipoon kunnan pohjavesialueiden suojelusuunnitelmassa 3 esitetään pohjavesialueen rajauksen tarkistamista erityisesti Nikkilän keskustan alueella. Pohjavedenpinnan tasosta kaava-alueella ei ole mittauksia. Rakennettavuusselvityksen yhteydessä tehdyissä kairauksissa kahdessa joen läheisessä tutkimuspisteessä (nro. 3, mp +6,6 ja nro. 44, mp +5,7) pohjavesi pulppusi kairausreiästä maanpinnalle. Kuva 1. Suunnittelualueen rajaus ilmakuvan päällä 2.2 Valuma-alueet ja virtausreitit Nykytilan päävaluma-alueet ja virtausreitit on koottu kuvaan 2 ja liitteeseen 1. Suunnittelualue kuuluu Sipoonjoen valuma-alueeseen ja nykytilassa peltoalueen valunta kulkee sarkaojia pitkin Sipoonjokeen. Kaava-alueen kaakkoiskulmassa kulkee vedenjakaja siten, että pieni osa kaava-alueen pintavesistä valuu etelään Nikkiläntien ali peltoalueen suuntaan. Karttatarkastelun ja maastokäynnin perusteella suunnittelualueen vedenjakajana idässä on Laaksosuontie, jonka ali ei vesiä johdu kaava-alueelle. Laaksosuontien reunaojan kautta kuivattuu tien viereiset kiinteistöt. 3 Sipoon kunnan pohjavesialueiden suojelusuunnitelma. Golder Associates

5 4 (18) Sedäntie jakaa osan sen eteläpuoleisesta valuma-alueesta ja johtaa pintavalunnan kohti Laaksosuontien ojaa (kuva 2). Aiemmin alueelle tehdyssä selvityksessä 1 arvioitiin Sipoonjoen ylivirtaamia ja vastaavia vedenkorkeuksia Nikkilän kohdalla. Harvinaisissa virtaustilanteissa (1/20-1/100a) vedenpinnan arvioitiin nousevan tasolle + 7,0 m ja uutta rakentamista ei suositeltu tasoa + 9,0 alemmaksi. Aiempien tulvien aikana vesi on noussut Pornaisentielle rautatiesillan alituksen kohdalla sekä vanhan pumppaamorakennuksen tasoon Nikkkiläntien kupeessa. Laserkeilausaineiston perusteella näissä kohteissa alimmat korkeustasot ovat tasolla ~+7,0 m. Kuva 2. Suunnittelualueen ja ympäristön päävirtausreitit ja valuma-alueet. 3 SUUNNITELTU MAANKÄYTTÖ JA VAIKUTUKSET HYDROLOGIAAN 3.1 Vaikutukset hulevesien määrään Läpäisemättömän pinnan ja hulevesien määrä Läpäisemättömien pintojen määrän arviointia varten asemakaava-alueen eri maankäyttötyyppien sisältävien pintojen määrä arvioitiin ja näiden osuuksien perusteella laskettiin läpäisemättömyyden osuus maankäyttötyypeittäin (TIA, total impervious area). Taulukossa 1 on myös laskettu vastaavat valumakertoimet 20 mm rankkasateella. Nykytilanteeseen verrattuna koko suunnittelualueen läpäisemättömän pinnan osuus kasvaa nykyisestä noin 18 %:sta 55 %:iin. Valumakertoimeksi muutettuna (20 mm:n sadetapahtuma) vastaavat arvot ovat 0.12 ja 0.45.

6 5 (18) Nykytilanteessa peltoalueelta pintavaluntaa tulee harvoin, lähinnä lumensulamisen ja rankkojen sateiden yhteydessä etenkin maanpinnan ollessa paljaana. Kasvukauden aikana kasvillisuus pidättää pintavaluntaa tehokkaasti. Kappaleessa 5 on laskettu tarkemmin rakentamisen jälkeisiä hulevesivirtaamia. Taulukko 1. Tulevien maankäyttötyyppien sisältämien erilaisten pintojen arvioidut osuudet sekä TIA-arvot (total impervious area). Maankäyttötyyppi Asuinrakennusten korttelialue (A) Katto Läpäisemätön päällyste (asfaltti) Puoliläpäisevä päällyste (kiveykset, sora) Läpäisevä pinta (maa, nurmi) 100% 90% 40% 15% Läpäisemättömyys, TIA Valumakerroin 20 mm rankkasateella arvioitu pinnan osuus maankäytöstä [%] % 30 % 15 % 15 % 75 % 0.68 Asuinpientalojen korttelialue (AP) 35 % 25 % 25 % 15 % 70 % 0.62 Erillispientalojen korttelialue (AO) Liikerakennusten korttelialue (KL) Yleisten rakennusten korttelialue (Y) 25 % 20 % 30 % 25 % 59 % % 35 % 15 % 20 % 71 % % 20 % 0 % 60 % 47 % 0.36 Katualueet 0 % 80 % 0 % 20 % 75 % 0.67 Puisto/Viheralueet 0% 0% 10% 90% 18% Vaikutukset vedenjakajiin ja virtausreitteihin Asemakaava-alueen valunta aivan kaakkoisnurkkaa lukuun ottamatta kulkee suoraan Sipoonjokeen. Rakentamisen jälkeenkin kaakkoisnurkan vedet tullaan johtamaan etelään pellon sivuojaan, tämä koskee kuitenkin vain paria tonttia. Nykyisellään Laaksosuontie ohjaa kaava-alueen koillispuolen pintavalunnan tien suuntaisessa reunaojassa luoteeseen. Jos tie päällystetään ja hulevesiviemäröidään liittyy viereinen rakennuskanta viemäröintiin. Myös Sedäntien suunnasta tuleva valunta tulee tällöin hulevesiviemäröinnin piiriin. 3.2 Vaikutukset hulevesien laatuun Hulevesien laatu ja vaikutukset Sipoonjoen Natura-arvoihin Rakennetuilta alueilta ja erityisesti katu- ja tiealueilta muodostuvat hulevedet sisältävät ajoittain runsaastikin liikenteen päästöistä, ajoneuvojen ja pintamateriaalien kulumisesta sekä talvikunnossapidosta peräisin olevia epäpuhtauksia, kuten raskasmetalleja. Lisäksi hulevesien laatua heikentävät irtoroskat, kotieläinten jätökset ja hiekoitushiekan aiheuttama mahdollinen kiintoaineksen kasvu. Rakennettujen alueiden kattopinnoilta muodostuvat hulevedet ovat laadultaan suhteellisen puhtaita,

7 6 (18) mutta niiden runsaus voi aiheuttaa ongelman huuhtoessaan muilta pinnoilta ja virtausreiteiltä mukaansa kiintoaineista ja epäpuhtauksia. Merkittäviä yksittäisiä riskikohteita huleveden laadun kannalta ei maankäyttösuunnitelmien mukaan ole alueelle tulossa. Sipoonjoki on määritelty Natura 2000-verkkoon, jonka luontoarvojen turvaamiseksi kaava-alueen hulevesien vaikutukset eliöstöön tulee minimoida. Voidaan arvioida, että viljelykäytössä olevan peltoalueen rakentaminen voi jopa parantaa Sipoonjokeen purkautuvan valunnan laatua pienentyneen ravinne- ja kiintoaineskuormituksen johdosta Muutokset alueen vesitasapainossa ja vaikutukset pohjavesialueeseen Nykytilanteeseen verrattuna kuivatus tehostuu ja kokonaisvalunta Sipoonjokeen tulee kasvamaan. Tällä ei ole merkittävää vaikutusta Sipoonjoen vedenlaatuun hulevesien hallintajärjestelmien ollessa käytössä. Sipoonjoen valuma-alueen koko huomioiden ei kaava-alueelta rakentamisen jälkeen ole ratkaisevaa vaikutusta joen tulvatilanteisiin. Kaava-alueen maaperä on erittäin huonosti vettäläpäisevää eikä kuulu varsinaiseen pohjaveden muodostumisalueeseen. Täten rakentamisen vaikutukset muodostuvan pohjaveden määrään ovat vähäiset. Pohjavesikerroksen suojana on paksu savikerros, joka vähentää hulevesien pohjaveden laadulle aiheuttamaa riskiä. Suunniteltu maankäyttö ei myöskään sisällä pohjaveden kannalta erityisen haitallista toimintaa. Lisäksi Sipoon rakennusjärjestyksessä 4 on asetettu erityismääräyksiä tärkeille pohjavesialueille, joihin kaava-alueen Nikkiläntien pohjoispuoli kuuluu. Rakennusjärjestyksen mukaan tärkeillä pohjavesialueilla moottoriajoneuvoilla liikennöitävien piha- ja paikoitusalueiden (ei kuitenkaan 1-2-asuntoisten pientalojen kyseessä ollen) pintarakenteiden on oltava vettä läpäisemättömiä ja näiden alueiden pintavedet on johdettava kunnan sadevesiviemäriin tai pohjavesialueen ulkopuolelle, esim. avo-ojien kautta. Haitallisten aineiden, kuten öljynerotuksesta on huolehdittava. 3.3 Hulevesien hallinnan tarve ja tavoitteet Nykyisen peltoalueen rakentumisella voidaan vaikuttaa positiivisesti alueelta purkautuvan valunnan laatuun. Ilman hulevesivirtaamia tasaavia ratkaisuja erityisesti ylivirtaamien kasvu voivat toisaalta aiheuttaa avouomien ja purkuvesistön purkupisteen läheisyydessä eroosiota ja lisääntynyttä kiintoaineskuormitusta. Suuret hallitsemattomat hulevesivirtaamat voivat johtaa myös tulvimiseen sekä korttelialueiden sisällä että yleisillä alueilla aiheuttaen aineellisia vahinkoja ja haitaten rakennettujen alueiden käyttöä. Myös irtoroskien kulkeutuminen Sipoonjokeen tulee minimoida. Luonnonmukaisen hulevesien hallinnan periaatteiden mukaisesti hulevesien haitallisia vaikutuksia tulee ehkäistä toteuttamalla kaava-alueella hajautettua hulevesien määrällistä ja laadullista hallintaa. Hallinnan keskeinen periaate on edes osittain ulottaa hulevesien hallintamenetelmät tonttien mittakaavaan asti, jolloin hulevesiin voidaan vaikuttaa jo niiden syntypaikalla. Täällä vaikutusmahdollisuudet niin laadullisesti kuin määrälliset ovat tehokkaimmin toteutettavissa. Viheralueelle sijoittuvien hulevesien hallintamenetelmien tulee olla ilmeeltään ja toiminnaltaan ensisijaisesti mahdollisimman luonnonmukaisia. Laadukkaasti toteutetuilla hulevesien hallintamenetelmillä, kuten rakennetuilla vesiaiheilla ja altailla, on positiivinen vaikutus kaupunkiympäristöön ja maisemaan. Hulevesien hallinnan ja 4 Sipoon rakennusjärjestys

8 7 (18) maisemasuunnittelun yhteisenä tavoitteena tulee esteettinen ja toiminnallinen osa Sipoonjoen varren puistoaluetta.

9 8 (18) 4 SUUNNITTELLUT RATKAISUVAIHOEHDOT Hulevesien hallinnan lähtökohtana on ehkäistä hulevesien muodostumista ja niihin kohdistuvaa laatuhaittaa sekä pyrkiä säilyttämään veden kiertokulku mahdollisimman luonnollisena. Näihin tavoitteisiin pyritään hallitsemalla hulevesiä seuraavan prioriteettijärjestyksen mukaisesti joka tulee olla lähtökohtana myös Jokilaakson alueen suunnittelussa. Priorisointi vastaa keväällä 2012 julkaistun valtakunnallisen Hulevesioppaan ohjeita 5. I. Ehkäistään hulevesien muodostumista ja niihin kohdistuvaa laatuhaittaa II. Hulevedet käsitellään ja hyödynnetään syntypaikallaan (hulevesien hyötykäyttö ja maahan imeyttäminen) III. Hulevedet johdetaan pois syntypaikaltaan suodattavalla ja hidastavalla järjestelmällä (suodattaminen maassa ja maan pinnalla) IV. Hulevedet johdetaan pois syntypaikaltaan hulevesiviemärissä yleisillä alueilla sijaitseville hidastus- ja viivytysalueille ennen vesistöön johtamista (viivyttäminen avouomissa) V. Hulevedet johdetaan hulevesiviemärissä suoraan vesistöön. Asemakaava-alueelle esitetään monivaiheista ja hajautettua hulevesien hallintajärjestelmää, jolla tavoitellaan sekä hulevesien laadun että määrän tehokasta hallintaa. Lisäksi tavoitteena on kannustaa luonnonmukaisten, maanpäällisten ja esteettisesti miellyttävien ratkaisujen käyttöön. Asemakaava-alueen sisällä hulevesien hallinta jakautuu tontti- tai korttelikohtaiseen hallintaan ja yleisellä alueella tehtävään hulevesien hallintaan. Hallintaketju alkaa tonttien sisälle hajautetuista järjestelmistä ja jatkuu yleisillä alueilla tehtävillä hallintajärjestelmillä. Erityyppisiä hallintamenetelmiä yhdistelemällä voidaan vaikuttaa tehokkaimmin sekä hulevesien määrään että laatuun. Hajautettu hulevesien hallinta lisää myös järjestelmän toimintavarmuutta, kun yksittäisen hallintamenetelmän mitoituksen ylittyminen, tai rakenteellinen vaurio ei johda välttämättä hulevesien johtamiseen suoraan ympäröivään luontoon. Näin ollen hulevesien hallinnan kokonaisvarmuus lisääntyy, ja hallitsemattomien ylivuotojen riski vähenee. Lisäksi yksittäisen hallintamenetelmän mitoitus ja tilavaraus pienenevät, jolloin ne on mahdollista toteuttaa vähäisemmin rakennustöin ja sijoittaa joustavammin. Suunnitellut hallintajärjestelmät ja johtamisreitit on esitetty liitteenä 2 olevassa yleissuunnitelmakartassa. Seuraavissa kappaleissa hallintamenetelmiä on kuvattu esimerkein ja selostuksin. Mitoitusta on käsitelty tarkemmin kappaleessa 5. Seuraaviin kappaleisiin kooottu esimerkkejä on eri kaavan maankäyttötyypeille soveltuville hallintamenetelmille. 4.1 Kortteli- ja tonttikohtainen hallinta Tiiviisti rakentuvat A- ja KL-alueet 5 Kuntaliitto Hulevesiopas.

10 9 (18) Tiiviimmin rakennetuilla kerrostalo- ja liiketilakortteleille suositetaan ohjein tai määräyksin varmistettavan hulevesien hajautettua hallintaa tonttialueella. Näille maankäytön muodoille suositetaan viivytysvaatimusta 0,5m³ / 100m² läpäisemätöntä pintaa (asfaltti/katto) kohti. Tämä on puolet nykyisin yleistyneestä (1m³ / 100m²) vaatimuksesta, mutta huomioiden kaava-alueen hajautettu, useammasta purkureitistä koostuva hulevesijärjestelmä sekä kaava-alueen hulevesien vähäinen vaikutus Sipoonjoen tulvatilanteisiin on kustannustehokasta pitää viivytysvaatimus maltillisena. A ja KL-kortteleiden hulevesien hallinnan tavoitteen pääpainona on hidastaa kattopinnoilta muodostuvien hulevesiä rankkasateen alkuvaiheessa. Tavoite on, että tämän viivytyksen ansiosta yleisten katualueiden heikkolaatuinen alkuhuuhtouma päätyisi ensimmäisenä hulevesiviemäriverkon yhteyteen esitettyihin esikäsittelykaivoihin ja viherpainanteisiin, jolloin niiden käsittely olisi tehokkainta. Kortteleiden hulevedet tulisivat verkostoon viivytyksen ansiosta hetkeä myöhemmin. Kattovesien viivytys voidaan toteuttaa joko hyödyntämällä viherkattoja (kuva 3) tai tekemällä korttelin sisäpihalla hulevesien viivytystä esimerkiksi urbaanissa vesiaiheessa (kuva 4) tai istutusalueilla. Sekä viherkatoilla että pihojen vesiaiheilla voidaan saavuttaa keskimäärin muutaman millimetrin viivytysteho. Sisäpihalla on suositeltavaa johtaa kattovedet syöksytorvista ensisijaisesti maanpäällisille reiteille tai pintakouruihin, ja ohjata ne hyötykäyttöön pihan istutusalueille. A-korttelialueet voivat myös hyödyntää Sipoonjoen puoleista viheraluetta maanpäällisten, hulevettä samalla johtavien ja hidastavien viherpainanteiden muodossa. Oleellista on myös tonttien välinen yhteistyö ja hulevesien hallintarakenteiden toteuttaminen siellä, missä se on teknisesti ja kustannuksien kannalta järkevintä. Kuva 3. Sammal-maksaruohokerroksella toteutettuja viherkattoja Ruotsissa. Viherkatto parantaa näkymiä ja voi toimia myös viihtyisänä oleskelualueena. Vasemmalla Malmö, Västra Hamnen; oikealla Linköpingin kirjasto. 6 6 Kuva: VegTech Ab

11 10 (18) Kuva 4. Urbaanit vesiaiheet osana korttelien piharakentamista. Kuvat Ruotsista, Malmösta. 6 Pohjavesialueella tulee Sipoon rakennusjärjestyksen mukaan piha- ja paikoitusalueen olla vettä läpäisemättömiä ja pintavedet johdettava pohjavesialueen ulkopuolelle. Lisäksi haitallisten aineiden, kuten öljyn, erotuksesta on huolehdittava. Tämä voi tulkinnasta riippuen tarkoittaa öljynerotin järjestelmän asentamista paikoitusalueiden yhteyteen. Vaihtoehtona voi olla myös paikoitusalueen yhteyteen rakennettava biosuodatuspainanne. Kuvassa 5 on esimerkki tästä rakenteesta. Sen lisäksi että biopidätyspainanteet puhdistavat hulevesiä niiden lammikoitumistilavuutta voidaan hyödyntää hulevesien viivytysvaatimuksien täyttämisessä. Kuva 5. Biopidätyspainanne paikoitusalueen hulevesille, Portland, USA. AP ja AO-korttelialueet Väljemmästä rakentuville AP- ja AO tonteilla hulevesien hallinta on joustavasti toteutettavissa ja ylipäätänsä mahdollista vähentää läpäisemättömien pintojen rakentamista ja suosia viherpintoja ja muita läpäiseviä päällysteitä. Laajamittainen imeyttäminen on alueen savisesta maaperästä johtuen hankalaa, mutta sen sijaan

12 11 (18) pelkkä hulevesien hetkellinen viivytys tai esimerkiksi sadeveden kerääminen pihan kasteluvedeksi on suositeltavaa. Sadeveden hyötykäyttö kasteluvetenä ylläpitää myös maaperän vesitasapainoa. Kappaleessa 5 on esitetty myös näille korttelialueille viivytysvaatimusta 0,5m³ / 100m³ läpäisemätöntä pinta-alaa kohti. 4.2 Hulevesien johtaminen ja yleisten alueiden hulevesijärjestelmät Liitteen 2 suunnitelmakartalla on esitetty hulevesiviemäriverkon yleissuunnitelma, joka perustuu nykyisen maanpinnan korkeusasemiin ja kaavan mukaiseen katuverkkoon. Tavoitteena on myös ollut virtaaman jakaminen puistoalueen eri avouomiin. Hulevesiviemärien purkupisteisiin esitetään huleveden esikäsittelykaivoja, joissa on tilava sakkapesä sekä kelluvien roskien erotus. Yksinkertaisimmillaan rakenne on hulevesikaivo 90 asteen vesilukolla. Virtausnopeuksien pitämiseksi eroosion estämiseksi riittävän alhaisina avouomien maksimipituuskaltevuus tulee jäädä alle 3 %:n ja virtausnopeuksien nurmetussa uomassa alle 1 m/s mitoitusvirtaamilla. Nykyisen peltoalueen kaltevuudet ovat paikoitellen selvästi yli suositellun maksimikaltevuuden. Tarkemmassa suunnittelussa tuleekin uomia loiventaa joko mutkaisuutta lisäämällä tai yksittäisillä, eroosiosuojatuilla pudotuksilla tai jyrkemmillä uoman osuuksilla. Mahdollisuuksien mukaan tulee hyödyntää nykyisiä pelto-ojia joihin on jo muodostunut uomaa stabiloivaa kasvillisuutta (kuva 6). Olemassa olevien uomien leventäminen tulee tehdä toispuoleisena kaivuuna, mieluiten tulvatasanteena, jolloin uomaa sitovaa kasvillisuutta säilyy mahdollisimman paljon. Kuva 6. Nykyistä avouomaa alueella Avouomien alustava tilantarve on laskettu kappaleessa 5. Avouomat voidaan rakentaa yksinkertaisimmillaan esimerkiksi loivaluiskaisina nurmettuina viherpainanteina, joiden pohjalla on perusvirtauksen paremmin kestävä kivetty tai muuten vahvistettu pohja. Esimerkkikuvia viheralueille rakennetuista avouomista on koottu kuvaan 7.

13 12 (18) Kuva 7. Esimerkkejä avouomista viheralueella. Hannover ja Stuttgart, Saksa. Hulevesiviemärien purkupisteisiin ja puiston rumpujen kohdille esitetään virtaamia tasaavia ja kiintoaineista pidättäviä kasvillisuuden peittämiä painanteita. Painanteet helpottavat järjestelmän ylläpitoa keräämällä kiintoainesta ja irtoroskia yhteen kohtaan ja ne tulee suunnitella siten, että huoltokalustolla on esteetön pääsy kohteeseen ja pohja koneellisesti puhdistettavissa. Kuvassa 8 on esimerkki mahdollisesta rakenteesta ja suuntaa-antava tilantarve (~ m2). Kuva B hv-viemärin purku nurmettuun avouomaan ja painanne uoman alajuoksulla ennen ulkoilureitin alittavaa uomaa. Kivikko, Helsinki.

14 13 (18) Avouomien purku Sipoonjokeen tulee olla hallittu ja purkupisteissä mahdollisuuksien mukaan säilytetään maanpintaa sitova kasvillisuus. Purkupisteessä voidaan esimerkiksi jakaa virtaama laajemmalle alueelle penkan kasvillisuuteen jolloin virtaaman kuluttava vaikutus ei kohdistu vain yhteen kohtaan. Avouomien ja niiden purkurakenteiden otollisin rakentamisajankohta on myöhäinen kevät / alkukesä, jotta kasvillisuus ehtii kesän mittaan juurtua ja vahvistaa uoman syksyä ja talvea varten. 4.3 Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta 4.4 Tulvareitit Rakentamisen aikana hulevedet sisältävät huomattavia määriä kiintoainesta. Kiintoainekuormituksen lisäksi muita ympäristöä kuormittavia päästöjä ovat mm. työmaakoneiden öljy- ja polttoainepäästöt, roskat ja mahdolliset ympäristön kannalta haitalliset kemikaalit (esim. maalit, liuottimet ym.) joiden pääsy ympäristöön ja pohjaveteen tulee ehkäistä. Kiintoainekuormitusta tulee tosin jo nykyiseltä peltoalueelta etenkin maanmuokkaustöiden jälkeen paljaalta peltopinnalta. Hankkeeseen liittyvien maanrakennustöiden aikaisen huleveden hallinnan kannalta paras vuodenaika töille on talvikausi. Sulalla kaudella työmaiden valuntaa tulisi ohjata olemassa oleviin pelto-ojiin joiden kasvillisuus estää eroosiota ja osaltaan sitoo kiintoaineista. Myös väliaikaisilla murskepadoilla voidaan estää irtoroskien ja suurimpien kiintoainespartikkelien pääsy Sipoonjokeen. Suunniteltu maankäyttö mahdollistaa katuja pitkin kulkevat selkeät, hulevesiviemärien linjausta noudattavat, tulvareitit puistoalueen avouomiin, joiden alustavat tulvareittimitoitukset on esitetty kappaleessa 5. 5 MITOITUS JA TOIMIVUUSTARKASTELUT 5.1 Järjestelmän mitoitusperusteet Asemakaava-alueen sisällä hulevesien hallinta jakautuu tontti- tai korttelikohtaiseen hallintaan ja yleisellä alueella tehtävään hulevesien hallintaan, joilla on järjestelmässä erilaiset mitoitusperusteet ja tehtävät. Olennaista on ymmärtää, että hulevesien laadun hallinta tulee ulottaa mahdollisimman lähellä hulevesien syntypaikkaa, jolloin vesimäärät ovat vielä suhteellisen pieniä ja hallintajärjestelmät voivat olla pienimuotoisia. Järjestelmien mitoitusperusteet ja tärkeimmät tehtävät hallintaketjussa on kuvattu taulukossa 2. Taulukossa esitettyjä tietoja sekä seuraavassa kappaleessa esitettyjä periaatteita tulee hyödyntää asemakaavamääräysten laadinnassa. Taulukko 2. Järjestelmien osien mitoitusperusteet ja tärkeimmät tehtävät. Järjestelmä Mitoitusperuste Tärkein tehtävä Korttelikohtainen hallinta (A, KL) 0,5 m³/100 m² katto ja asfalttipintaa kohden Kattovesien aiheuttaman virtaamapiikin viivyttäminen, jolloin katualueiden vedet päätyvät ensin muihin järjestelmiin, hulevesien hyödyntäminen kaupunkikuvassa. Paikoitusalueiden veden öljynerottimen tai suodattavan painanteen kautta hv-verkkoon.

15 14 (18) Korttelikohtainen hallinta (muut AP, AO) Hulevesiviemäröinti, kokoojaviemärit Hulevesiviemäröinti, pääviemärit Esikäsittelykaivot (Keskusta-alueen hulevesiviemäriverkko) Virtausta hidastavat ja puhdistavat painateet viheralueella 0,5 m³/100 m² katto ja asfalttipintaa kohden 1/5a, min 1/5a, min Tilava sakkapesä m² Koko tontin hulevesien viivyttäminen, virtaaman hidastaminen ja käsittely. Tasaisempi ja pitkäkestoisempi tulovirtaama alueellisiin järjestelmiin. Hulevesien hyötykäyttö. Alueiden ja rakenteiden turvallinen kuivatus Hulevesien johtaminen yleisille alueille, yleisimpien tilanteiden tulvareitti Likaisen alkuhuuhtouman ensikäsittely katualueilta. Suuren kiintoaineen laskeutus ja kelluvien roskien poisto Katualueilta tulevan virtaaman tasaamisen ja kiintoaineksen laskeutus Avouomat viheralueilla 1/5a perusmitoitus, tulvavirtaamat 1/100a Alue kuivatus, tulvahallinta, maisemallinen hyödyntäminen 5.2 Periaatteet kaavamääräysten laadintaan Seuraavia yleisiä periaatteita tulisi noudattaa asemakaavamääräysten ja rakentamista koskevien ohjeiden laadinnassa: 5.3 Hulevesimallinnus Korttelikohtainen hulevesien viivytysvaatimus keskusta-alueella on 5 mm laskettuna korttelin läpäisemättömälle pinta-alalle (katot, asfaltti). Jos toteutetaan viherkattoja, niiden pinta-alan saa vähentää em. mitoittavasta pinta-alasta. Korttelikohtainen hulevesien viivytysvaatimus AP ja AO-alueilla 5 mm laskettuna läpäisemättömien pintojen määrän mukaisesti (0,5 m³/ 100 m²). Korttelikohtaiset järjestelmät tyhjenevät 4 12 tunnin kuluessa täyttymisestään ja niistä on oltava hallittu ylivuoto yleisen alueen johtamisreiteille. Puistoalueen avouomien reitit ja tilavaraukset väljinä, jotta tarkempaan puistosuunnitteluun jäisi riittävästi liikkumavaraa. Esimerkiksi Ohjeellinen hulevesijärjestelmälle varattu osa, jonka kautta johdetaan ja viivytetään hulevesiä allas- ja ojarakentein Puistoihin varataan tilaa viherpainanteille hv-viemäreiden purkupisteisiin ja rumpujen yläjuoksun puolelle Hulevesimallin kuvaus 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. Ote rakennetusta hulevesimallista on esitetty kuvassa 9. Hydrologisella mallilla kuvataan erityisesti valuma-alueelta muodostuvan pintavalunnan määrää ajan suhteen. Hydrologinen malli perustuu syötteenä olevaan sadetapahtumaan ja valuma-alueiden ominaisuuksista johtuvien sadannan häviöiden

16 15 (18) laskemiseen. Malliin rakennettiin osavaluma-alueet ja valuma-reitit ominaisuuksineen, joista huomioitiin mm. pinta-ala, läpäisemättömän pinnan määrä, keskimääräinen kaltevuus sekä virtausvastuskerroin. Mallinnuksen tuloksena saatiin valumaaluekohtaiset purkautumiskäyrät, jotka toimivat syötteenä hydrauliselle verkostomallille. Hydraulinen malli rakennettiin yhdistämällä edellä kuvattu hydrologinen valumaaluemalli avo-uomista ja sadevesiviemäreistä muodostuvaan verkostomalliin. Hydrauliseen malliin sisällytettiin myös suunnitellut hulevesien hallintajärjestelmät. Mallin avulla voitiin tarkastella monipuolisesti mm. ajasta riippuvia virtaamien summakäyriä, vedenpinnan tasoja ja altaiden tilavuuksia. Hydraulisessa mallinnuksessa käytettiin nk. dynaamista menetelmää 7, jolla voitiin tarkastella monimutkaisiakin ilmiöitä kuten paineellista virtausta, taaksepäin virtausta sekä virtausreittien tulvimista ja padotusta Mitoitussateet Kuva 9. Ote alueelle laaditusta SWMM-hulevesimallista Tarkasteluissa on käytetty Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU) 8 loppuraportissa ja Hulevesioppaassa 9 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 7 US EPA Storm Water Management Model, User s manual, version Aaltonen, J. ym Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU). Suomen Ympäristö, s. 9 Kuntaliitto Hulevesiopas.

17 16 (18) vastaavat Etelä-Suomen sateita. Tarkasteluja tehtiin lukuisilla toistuvuudeltaan ja kestoltaan erilaisilla rankkasateilla, joista tärkeimmät on koottu taulukkoon 3. Taulukko 3. Esimerkkejä mallinnuksessa käytetyistä rankkasadetapahtumista. Kesto Toistuvuus Keskim. intensiteetti Sademäärä 10 min 1/5a 0,88 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 20 min 1/5a 0,63 mm/min 105,7 l/s*ha 12,7 mm 15 min 1/100a 1,40 mm/min 233,0l/s*ha 21,0 mm Ilmastonmuutoksen on ennustettu kasvattavan rankkasateiden intensiteettejä keskimäärin % vuosiin mennessä 8. Arviot perustuvat Ilmatieteen laitoksen ennusteisiin. RATU:n 8 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. 5.4 Toiminnalliset tarkastelut ja mitoitukset Edellä kuvatun hulevesimallin avulla laskettiin virtaamat eri mitoitussateilla suunnitellun verkoston eri pisteissä. Riippuen hieman laskentapisteen sijainnista järjestelmän alatai yläjuoksulla suurimman virtaaman aiheutti minuutin kestoinen mitoitusade. Liitteen 2 yleissuunnitelmakartalle on koottu eripituisten 1/5a sadetapahtumien aiheuttamat suurimmat virtaama-arvot. Mallin avulla mitoitettiin myös suuntaa-antava hulevesiverkosto. Viemäreiden kaltevuuksina käytettiin nykyisen maanpinnan mukaisia viettoja. Keskiarvo putkien vietolle oli noin 2 %. Keskimäärin kerran 5 vuodessa esiintyvällä viemäreiden mitoitussateella maksimivirtaamat eri purkureiteillä vaihtelivat 30 ja noin 350 l/s:n välillä. Vastaavat poikkeuksellisen rankkasateen (1/100a) aiheuttamat virtaamat vaihtelivat 70 ja hieman yli 800 l/s:n välillä. Hulevesiviemärit Hulevesiviemärien pienimpänä läpimittana käytettiin nimellissuuruutta NS 200 mm ja viemäreiden halkasijoita kasvatettiin ylöspäin aina 100 mm:n välein. Suurimmat tarvittavat viemärit ovat halkaisijaltaan NS 500 mm. Kustannusarvio kappaleessa (kappale 6) on koottu yhteenveto tarvittavan hulevesiverkon kokonaispituudesta. Avouomat Merkittävän osan hulevesijärjestelmää muodostavat viheralueen läpi Sipoonjokeen purkavat avouomat. Nykyisen maaston pinnanmuotojen mukaan uomien reitillä kaltevuudet vaihtelevat pääasiassa 3-5 % välillä, paikoitellen jopa 8 % tuntumassa. Jatkosuunnittelussa tulee ottaa lähtökohdaksi, ettei uomien kaltevuus ylitä 3 %. Muuten virtausnopeudet kasvavat eroosion kannalta liian suuriksi. Uomia voidaan linjata mutkittelevimmiksi tai kaltevuutta pudottaa jyrkimmissä kohdissa pienillä putouksilla. Alustavassa uomien mitoituksessa oletettiin uomat rakennettavan nurmiluiskattuina siten, että aivan pohjalla on perusvirtaamaa paremmin kestävä rakenne, esim kiviä/kiveystä. Uoman pohjan leveydeksi asetettiin 0,5 m ja luiskien kaltevuudeksi koneellinen ylläpito huomioiden 1:3. Karkeuskertoimena (n) käytettiin arvoa 0,08. Taulukon 4 mitoitusvirtaamilla vesisyvyydet vaihtelevat uomissa 1/5a sateilla uoman

18 17 (18) vieton ollessa 1 % välillä 0,30 0,40 metriä ja tulvamitoituksella 1/100a vastaavasti välillä 0,45 0,60 metriä. Jyrkemmällä vietolla 3 % vesisyyden arvot ovat 0,20 0,30 metriä (1/5a) ja 0,35 0,50 metriä (1/100a). Edellä esitetyt karkeiden laskelmien avulla voidaan arvioida avouomien tilantarvetta. Mainitulla 1:3 luiskilla ja pohjan leveydellä 0,5 metriä uomien kokonaisleveydet vaihtelevat uoman vietosta (1 %..3 %) ja virtaamasta riippuen välillä ~2,5 ja ~4 metriä. Taulukko 4. Avouomien mitoitusvirtaamat, laskentapisteet liitteen 2 yleissuunnitelmakartan mukaiset. Laskentapiste 1/5a (l/s) 1/100a (l/s) KUSTANNUSARVIO Taulukossa 5 on esitetty kooste kustannusarvion pohjana olevista yksikköhinnoista ja kokonaiskustannusten muodostumisesta. Yhteensä hulevesien hallintajärjestelmän kustannusarvioksi arvioitiin Tästä summasta suurin osa muodostuu hulevesiviemäröinnin rakentamisesta. Taulukko 5. Kustannusarvio hulevesien hallinnalle. Hulevesiviemärit Määrä Yksikkö kustannus D L (m) /m YHT Avouomat L (m) /m Painanteet A (m2) /m Hulevesijärjestelmä yhteensä SUOSITUKSET JATKOSUUNNITTELUUN JA YHTEENVETO Tässä työssä laadittiin hulevesien hallintasuunnitelma Jokilaakson asemakaava-alueelle. Työssä arvioitiin suunnittelun maankäytön vaikutukset suunnittelualueen ja sen purkuvesistön, Sipoonjoen, hydrologiaan. Kaava-alueesta ja riittävällä tarkkuudella sen ympäristöstä rakennettiin hulevesimalli, jonka avulla mitoitettiin yleissuunnitelmatasoinen hulevesijärjestelmä ja varmistettiin sen toimivuus eri sadetapahtumilla.

19 18 (18) Hulevesien laadullinen ja määrällinen hallinta on kaikista tehokkainta toteuttaa mahdollisimman lähellä hulevesien syntypaikkaa. Tontti- ja korttelikohtaiseksi viivytysvaatimukseksi esitetään joko kaavamääräyksenä tai muuna ohjeistuksena velvoitetta pidättää ja viivyttää hulevesiä 0,5 m3/100m2 läpäisemätöntä pintaa kohti. Väljemmässä maankäytössä (AP, AO) tämä ohjaa hulevesien hyötykäyttöön sekä läpäisevien pintojen suosimiseen ja lisää imeyntää maaperään ylläpitäen pohjaveden tasoa. Tiiviimmän maankäytön alueella (A, KL) tarkoituksena on niin ikään suosia läpäiseviä pintoja sekä mahdollisuuksien mukaan välttää kattovesien epäsuoraa kytkemistä suoraan hulevesiverkkoon ja alentaa hetkellistä virtaamahuippua, joka esiintyy lyhyillä rankkasateilla. Tällä on puistoalueen läpi kulkevien avouomien eroosion estämisen kannalta tärkeä tehtävä. Sipoonjoen ja rakentamisen väliin jäävälle viheralueelle esitetään hulevesien johtamiseen avouomia sekä pienimuotoisia painanteita virtaamien tasaamiseen ja kiintoaineksen pidättämiseen. Viheralueella maaperä on hyvin pehmeä ja pohjavedenpinta lähellä maanpintaa joten kaivusyvyyksien tulisi olla hyvin maltillisia. Hankalasta maaperästä viheralueella ja alueen rakentumisen vähäisestä vaikutuksesta Sipoonjoen tulviin ei viheralueelle esitetä laajempia viivytysaltaita. Tontti- ja korttelikohtaisen viivytyksellä ja avouomien painanteilla katkaistaan suurimmat virtaamahuiput ja vähennetään eroosion riskiä avouomissa ja Sipoonjoen penkoilla. Viheralueen läpikulkevien avouomien rakentamisessa tulee varmistaa uomien eroosion kestävyys riittävän loivan vietolla sekä mahdollisuuksien mukaan säilyttää nykyinen kasvillisuus nykyisiä uomia hyödynnettäessä. Etenkin Sipoonjoen penkkojen kasvillisuus tulee säilyttää ja estää penkan kuluminen hallitulla hulevesien purkamisella Sipoonjoen uomaan. Jatkosuunnittelussa, maankäyttösuunnitelmien tarkentuessa hulevesiviemärien ja avouomien mitoitukset tulee tarkistaa. Samalla suunnitellaan järjestelmien yksityiskohdat, tarkennetaan sijoittumispaikat ja varmistetaan yhteensovittaminen muihin kunnallisteknisiin järjestelmiin ja rakenteisiin. Katujen tasauksissa tulee varmistaa katkeamattomat tulvareitit kortteleista ja katualueilta viheralueen avouomiin. Rakentaminen muuttaa Jokilaakson kaava-alueen vesitasapainoa ja virtausreittejä nykyisestä mutta ei vaaranna Sipoonjoen vedenlaatua tai pahenna merkittävästi tulvatilanteita alajuoksulla. Suunnitelmissa esitetty hulevesivirtaamien jakaminen useammalle purkureitille, osittainen hallinta tontti- ja korttelialueella sekä irtoroskien ja suurimpien kiintoainespartikkelien keräämiseen suunnitellut järjestelmät minimoivat haitalliset vaikutukset. Nykyisten korttelien ja Sipoonjoen väliin jäävän peltoalueen muuttamisella viheralueeksi on positiivinen vaikutus Sipoonjokeen kulkeutuvien ravinteiden ja kiintoainesten kulkeutumiseen. Kaava-alueen maaperä on erittäin huonosti vettäläpäisevää eikä kuulu varsinaiseen pohjaveden muodostumisalueeseen. Täten rakentamisen vaikutukset muodostuvan pohjaveden määrään ovat vähäiset ja niitä voidaan edelleen pienentää suosimalla läpäiseviä pintoja sekä keräämällä ja käyttämällä hulevettä kasteluvetenä. Viheralueella sadeveden imeyntä maaperään säilyy. Osa avouomissa ja niiden varrella olevien painanteiden kautta kulkevasta hulevedestä imeytyy myös maaperään. Laatineet: Lauri Harilainen projektipäällikkö, dipl.ins. Eric Wehner Erikoissuunnittelija, dipl.ins.