Kiinteistö Oy Kellokosken Tehtaat Kellokosken voimalaitospadon vahingonvaaraselvitys Oy Vesirakentaja

Transkriptio

1 Kiinteistö Oy Kellokosken Tehtaat Kellokosken voimalaitospadon vahingonvaaraselvitys Oy Vesirakentaja Oy Vesirakentaja Puhelin Telefax Sähköposti Kotisivu Hiihtomäentie 39 A HELSINKI (09) (09) etunimi.sukunimi@vesirakentaja.fi

2 SISÄLLYSLUETTELO SISÄLLYSLUETTELO YLEISTÄ Selvityksen tarkoitus Lähtöaineisto VIRTAUSMALLI Laskentaohjelma Keravanjoen virtausmalli Kalibrointi PADON MURTUMATAPAUSTEN VERTAILU Vertailun tarkoitus Laskentatilanteet Kellokosken betonipadon murtumavaihtoehdot Kellokosken maapadon murtumavaihtoehdot PATOMURTUMA-AALLON LASKENTA KERAVANJOESSA PATOMURTUMAN AIHEUTTAMA VAHINGONVAARA Betonipadon murtuman aiheuttama vahingonvaara ihmishengelle ja omaisuudelle Maapadon murtuman aiheuttama vahingonvaara ihmishengelle ja omaisuudelle Arvio Kellokosken voimalaitospadon luokituksesta YHTEENVETO LIITTEET PIIRUSTUKSET... 27

3 3 (27) DI Jukka Nieminen Ins. Aimo Lamberg 1. YLEISTÄ 1.1 Selvityksen tarkoitus Kellokosken vesivoimalaitospato on luokiteltu hyväksytyissä patoturvallisuusasiakirjoissa N-padoiksi. Tuolloin patoturvallisuuslain 9 :n mukaista vahingonvaaraselvitystä ei pidetty tarpeellisena.vahingonvaaraselvitys on tarpeen, jos pato onnettomuuden sattuessa saattaa aiheuttaa ilmeisen vaaran ihmishengelle tai terveydelle taikka ilmeisen huomattavan vaaran ympäristölle tai omaisuudelle. Hämeen ympäristökeskus on päivätyllä kirjeellään (HAM-2004-V ) määrännyt padon omistajan, Kiinteistö Oy Kellokosken Tehtaat, ryhtymään toimenpiteisiin vahingonvaaraselvityksen laatimiseksi. Voimalaitospadon alapuolella Keravanjoen varressa noin 1,3 km:n päässä sijaitsevan kiinteistön (Tuomela RN:o 18:36) rakennuksiin on kaksi kertaa (1996 ja 2004) noussut vesi suurten juoksutusten johdosta. Kiinteistöt suojattiin penkereellä huhtikuussa Kesän 2004 voimakkaiden sateiden synnyttämien tulvien aiheuttamien vahinkojen johdosta ympäristökeskuksessa on katsottu välttämättömäksi tutkia tarkemmin vedenkorkeuksien käyttäytymistä alapuolisessa jokiuomassa mahdollisessa patomurtumatilanteessa. Tässä työssä on tehty Kellokosken voimalaitospadon vahingonvaaraselvitys. Selvityksessä on määritetty patojen eri murtumatilanteissa syntyvien tulva-aaltojen vaikutuksia virtaamiin ja vedenkorkeuksiin ylä- ja alapuolisessa jokiuomassa. Tavoitteena on ollut selvittää syntyviä riskejä ihmishengelle ja omaisuudelle. Vahingonvaaraselvityksen tulosten perusteella voidaan arvioida padon patoturvallisuuslain mukaista luokitusta. Vahingonvaaraselvityksessä on tarkasteltu erikokoisten murtuma-aukkojen ja murtumaaikojen vaikutuksia virtaamaan mahdollisessa patomurtumatilanteessa. Tehdyn herkkyysanalyysin perusteella on jatkotarkasteluun valittu pahimmat murtumatapaukset. Murtumien aiheuttamien tulva-aaltojen vaikutuksia on tarkasteltu numeerisella virtausmallilla, joka käsittää vahingonvaaraselvityksen kannalta oleellisen osan Keravanjoen vesistöä patoaltaan yläosan ja Haarajoen myllypadon väliseltä alueelta. Tässä selvityksessä esitetyt korkeudet ovat N 60 -korkeusjärjestelmässä. Padon oman korkeusjärjestelmän suhde valtakunnan tasoon on N 60 +m = padon järjestelmä + 39,154 m. 1.2 Lähtöaineisto Vahingonvaaraselvityksen laatimisessa tarvittava aineisto koostuu numeerisen virtausmallin tarvitsemista lähtötiedoista, vedenkorkeus- ja virtaamahavainnoista ja patojen rakenteellisista tiedoista. Murtumatilanteissa oleellinen vaikutus syntyviin tulvakorkeuksiin on myös voimalaitoksen ja tulvaluukkujen käyttötavoilla sekä sulku- ja avauslaitteilla. Li-

4 25 (27) LIITTEET LÄHTÖTIEDOT Liite 1 Laskennan poikkileikkaukset valituista kohteista Liite 2 Kellokosken virtaamien kuukausikeskiarvot jaksolla laskettuna Hanalan asteikon havainnoista valuma-alueiden suhteilla Liite 3 Liite 4 Purkautuminen Kellokosken padosta, tulva-aukot täysin auki Purkautuminen Haarajoen myllypadosta, kaikki juoksutusaukot täysin auki VEDENKORKEUSPROFIILIT Liite 5 Liite 6 Liite 7 Liite 8 Liite 9. Tulva-aukot 4 ja 5 murtuvat, t=3 min. Tulva-aukot 4-7 murtuvat, t=3 min. Tulva-aukot murtuvat. Maapato murtuu: b=5m, taso +48,00, t=1,0 h. Maapato murtuu: b=5 m, taso +48,00, t=1,0 h MURTUMAHYDROGRAFIT Betonipato /HQ 1/20 Liite 10 Betonipadon murtumahydrografit, tehdasalue RS 9220 Liite 11 Betonipadon murtumahydrografit, padon ja Kirvesmiehentien väliltä RS 8753 Liite 12 Betonipadon murtumahydrografit, Kirvesmiehentie RS 8016

5 26 (27) Liite 13 Betonipadon murtumahydrografit, moottoritien alapuolelta RS 4231 Liite 14 Betonipadon murtumahydrografit, Haarajoen myllyn yläpuolelta RS 1031 Liite 15 Betonipadon murtumahydrografit, Ohkolanjoki RS 735 Betonipato/MHQ Liite 16 Betonipadon murtumahydrografit, tehdasalue RS 9220 Liite 17 Betonipadon murtumahydrografit, padon ja Kirvesmiehentien väliltä RS 8753 Liite 18 Betonipadon murtumahydrografit, Kirvesmiehentie RS 8016 Liite 19 Betonipadon murtumahydrografit, moottoritien alapuolelta RS 4231 Liite 20 Betonipadon murtumahydrografit, Haarajoen myllyn yläpuolelta RS 1031 Liite 21 Betonipadon murtumahydrografit, Ohkolanjoki RS 735 Maapato/HQ 1/20 Liite 22 Maapadon murtumahydrografit, tehdasalue RS 103 Liite 23 Maapadon murtumahydrografit, padon ja Kirvesmiehentien väliltä RS 8753 Liite 24 Maapadon murtumahydrografit, Kirvesmiehentie RS 8016 Liite 25 Maapadon murtumahydrografit, moottoritien alapuolelta RS 4231 Liite 26 Maapadon murtumahydrografit, Haarajoen myllyn yläpuolelta RS 1031

6 27 (27) Liite 27 Maapadon murtumahydrografit, Ohkolanjoki RS 735 Maapato/MHQ Liite 28 Maapadon murtumahydrografit, tehdasalue RS 103 Liite 29 Maapadon murtumahydrografit, padon ja Kirvesmiehentien väliltä RS 8753 Liite 30 Maapadon murtumahydrografit, Kirvesmiehentie RS 8016 Liite 31 Maapadon murtumahydrografit, moottoritien alapuolelta RS 4231 Liite 32 Maapadon murtumahydrografit, Haarajoen myllyn yläpuolelta RS 1031 Liite 33 Maapadon murtumahydrografit, Ohkolanjoki RS 735 PIIRUSTUKSET Virtausmallin HEC-RAS poikkileikkaukset Kellokoski, ylä- Haarajoen myllypato Patorakenteiden sijainti ja lasketut murtumakohdat padossa Tulva-aukkojen lasketut murtumapaikat Patomurtuman maksimivedenkorkeus välillä pato-kirvesmiehentie Patomurtuman maksimivedenkorkeus välillä Kellokoski-Haarajoen myllypato. Vedenkorkeus-, virtaama ja virtausnopeus valituissa poikkileikkauskohdissa.

7

8 43.90 Betonipadon murtumahydrografit, tehdasalue RS 9220 Virtaamatilanne HQ1/20 Aukot 4-5 t=3min/ W Aukot 4-5 t=12min/ W Aukot 4-7 t=3 min/ W Aukot 4-7 t=12 min/ W Aukot 4-5 t=3 min/ Q Aukot 4-7 t=3 min/ Q LIITE Vedenkorkeus [N60+m] Virtaama [m3/s] :00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 2:00 4:00 6: