Hulevesinormit Käyttö ja kunnossapito

Transkriptio

1 1 Hulevesinormit. Hulevesinormit Käyttö ja kunnossapito Maanpäälliset ja paikalliset järjestelmät 10 Pertti Reinikainen, Vaasan Vesi avo-ojat, rummut, salaojat kadut ja tiet, kaivot, ritilät, välpät putkien suuaukolla (kiintoaine, hiekka, jne.) viheralueet ja vesistöt kosteikot, painanteet, laskeutusaltaat, suodattimet, jne. järjestelmien toimivuuden seuranta ja mittaustekniikka ennakointi, operatiivinen toiminta talviaikainen kunnossapito turvallisuuskysymykset, toiminta erityistilanteissa saneeraustarve ja käyttöikä kustannukset hyvät käytännöt

2 2 Käyttö ja kunnossapito Kunnossapitokortisto Kaiken kunnaspidon perusta on kunnossapitokortiston laatiminen jokaiselle kunnossapito alueelle erikseen. Avo-ojat, rummut, salaojat Avo-ojat Avo-ojat osana hulevesijärjestelmää edellyttävät enemmän kunnossapitoa kuin putkitetut hulevesijärjestelmän osat. Usein avo-ojat toimivat hulevesijärjestelmän tasausaltaina. Viime aikoina on yleistynyt näkemys, että hulevesijärjestelmän tulee nimenomaan pidättää pintavaluntavesiä ja mahdollisuuksien mukaan imeyttää hulevesiä siten, että luonnollinen vedenkiertokulku mahdollisimman vähän häiriintyy rakennetussa ympäristössä. Lisäksi rakenteilla pyritään jopa parantamaan luonnon kiertokulkuun johdettavien hulevesien laatua. Ravinteiden huuhtoutumiseen vaikuttavat monet tekijät ilmasto-olosuhteet, maaperän ominaisuudet, topografia, kasvipeitteen ikä ja uomaverkoston tiheys. Kaupunkien keskustoissa on alueita, joissa luonnollinen pohjaveden pinta on laskenut niin, että vanhojen arvorakennusten puupaaluperustukset ovat jääneet kuiville ja alkaneet lahota. Myös avo-ojista on pyritty muodostamaan maisematekijöitä parantamaan kaupunkiympäristöä. Varsin monia ennen putkitettuja osuuksia on jopa avattu uudelleen luonnonmukaisempaan avo-ojakäyttöön. Avo-ojien hydraulinen toiminta mitoituksen mukaisena vaatii, että ajo-oja pysyy liettymättömän ja että sen geometrinen muoto vastaa esim. luiskakaltevuuden, pohjanleveyden ja pituuskaltevuuden osalta mahdollisimman mitoituksen mukaista tilannetta. Avo-ojat vaativat pienemmän pituuskaltevuuden häiriöttömän toiminnan takaamiseksi kuin putkistot. Avo-ojista ei useinkaan pidetä niiden roskaantumisherkkyyden takia urbaanissa ympäristössä. Siten niitä ei kannatakaan sijoittaa paikoille, joissa on suuri yleisö ja tapahtumia. Avo-ojat ovat hyviä kasvualustoja vesikasveille ja muille kosteikkokasveille. Runsas kasvusto avoojassa parantaa vesistöön johdettavien hulevesien laatua, koska kasvusto toimii biologisensa

3 3 suodattimena. Usein runsas kasvusto alkaa häiritä ojan hydraulista toimivuutta ja oja on perattava tai ruopattava. Avo-ojien perkaustarve on väistämätön noin 5-10 vuoden välein. Pidempi väli on usein johtanut siihen, että puusto on kasvanut ojan läheisyyteen jo varsin järeäksi ja maisemamuutos perkauksen raivaustöissä saattaa muodostua hyvinkin suureksi, josta seurauksena voi olla valituksia. Vaativissa kohteissa avo-ojien luiskat usein tehdään niin loiviksi, että nurmikonhoitokalustolla voidaan hoitaa myös ojien luiskat. Joskus näkee ojaluiskia päällystettävän erityisin kiveyksin. Tällöin tietysti kunnossapito helpottuu. Luonnollisesti tällaisen rakenteen hinta on niin mittava, että niitä tehdään vain lähinnä vaativiin paikkoihin visuaalisista syistä ja ympäristön esteettisyyden takia. Perkausurakoissa kaivusyvyys yleensä pyritään tekemään noin 0,2-0,5 m ojan tasausviivan alapuolelle riippuen liettymisherkkyydestä. Luiskakaltevuuteen harvemmin tarvitsee puuttua kun oja on hakenut muotonsa. Luiskakaltevuus perkauksen jälkeen jyrkkenee luiskan alaosasta ja se edellyttää tietysti tarkastelua mahdollista sortumaa vastaan. Talvioloissa avo-ojiin voi kertyä ns. paannejäätä, jota joudutan poistamaan ennen varsinaisen sulamiskauden alkua. Paannejäätä voi kertyä hulevesialtaiden alapuolisiin ojastoihin, joihin ei enää purkaudu pohjavesiä. Tämä tuleekin ottaa huomioon nykyisin tavaksi tulleita altaita suunnitellessa. Kunnossapito-ojituksen keskeinen vesistövaikutus on kiitoainekuormituksen- ja ravinnekuormituksen lisääntyminen. Happamilla alunamailla voi myös ph laskea ojitustoimien jälkeen. Hetkellinen kuormitus voi olla hyvinkin suuri. Perattaviin ojiin tuleekin järjestää laskeutusaltaat tai valutusrinteet ennen vesistöön johtamista. Alla olevan ojan kunnostuksella on jo kiire.

4 4 Kuva 1 Laiminlyöty ojan kunnossapito Rummut Pääasialliset rumpumateriaalit ovat betoni, muovi ja teräs. Teräsrummut ovat määrämittaisina elementteinä, joidenka maksimipituus on 25 m. Putkirumpujen minimihalkaisijana pidetään 400 mm ja halkaisijaltaan yli 2000 mm käsitellään putkisiltoina. Putkirumpujen minimi peitesyvyytenä pidetään putkimateriaalista ja asennusolosuhteista riippuen 0,3 0,8 m. Kaupunkiympäristössä eniten ennakkohuollossa laiminlyöty kunnossapitokohde ovat putkirummut. Usein liettymät poistetaan vasta sitten, kun haitallista padottumista alkaa tapahtua. Putkirummut tulisikin huoltaa säännöllisesti ainakin joka kolmas vuosi. Käytetyin kunnossapitokalusto on painehuuhteluauto. Rumpujen pituuskaltevuutena on yleensä käytetty noin 1 %. Rumpujen pohja asennetaan noin 0,2 0,3 m ojan tasausviivan alapuolelle. Rummun pituuskaltevuus ei voi poiketa paljoa ojan tausviivan pituuskaltevuudesta. Virtaaman vaikutuksesta rummun kohtaan ei silloin muodostu haitallista porrasta.

5 5 Rumpujen talviaikainen kunnossapito voi olla hyvinkin ongelmallista paikoissa, joihin muodostuu ns. paannejäätä. Suomessa tyypillinen kevättalven sää voi aiheuttaa ongelmia yöpakkasten ja päiväaikaisten sulamisjaksojen vuorotellessa sopivassa rytmissä. Avattu rumpu tukkeutuu heti uudelleen. Yleisin työkalu näissä tapauksissa ovat erilaiset höyrynkehittimet tai painehuuhtelijat. Joskus näitä ongelmia on ratkottu asentamalla putken yläpintaan silikonikumiletku, joka on jään sisässä, mutta ei tartu varsinaisesti jäähän. Vesi syövyttää itselleen helposti kulkuaukon letkun ja jään rajapintaan. Tällöin umpijäässä ollut rumpu aukeaa itsekseen

6 Kuva 2 Rumpuputken yläpintaan asennettu sulatusletku. 6

7 7 Salaojat Salaojaverkon rakenteet ovat kokoojakaivot, tarkastuskaivot, tarkastusputket, sulkukaivo, säätökaivo, hulevesikaivo, lähdekaivo, pumppukaivo painejohtoineen ja purkukaivo. Salaojaverkon kunnossapitokohteita ovat lisäksi ns. lietepesälliset tarkastuskaivot itse putkilinjojen lisäksi luvulla syntyi hulevesien käsittelyssä ja yleensä kunnallisteknisessä rakentamisessa ns. kevennetty kunnallistekniikka. Tuolloin yritettiin keventää uudisalueiden rakentamiskustannuksia tinkimällä putkikoosta, kaivusyvyyksistä ja rakenteiden kerrospaksuuksista. Tällöin Suomessa rakennettiin runsaasti ns. imeyttävää kuivatustekniikkaa käyttämällä hulevesiverkkojen putkimateriaalina salaojia. Yleisin putkimateriaali tähän tarkoitukseen oli ns. tuplasaloja. Putken korrukoitu rakenne on varsin luja. Putkikokoa suurennettiin ja niin saatiin rakennettua hulevesiverkkoja, jotka palauttivat luontoon osan hulevesistä. Näistä putkityypeistä kehittyi myöhemmin nyt yleisessä käytössä olevat hulevesiviemäreiden putkimateriaalit. Salaojien kunnossapidossa keskeisessä roolissa on putkiverkon huuhtelumahdollisuus. Salaojitukset liettyvät varsinkin katurakenteen kuivatuksessa, kun hienoainesta erottuu veden mukana kuivatettavasta rakenteesta. Hienoaineksen erottuminen voi olla hyvinkin runsasta raskaan liikennekuorman omaavilla katuosuuksilla. Salaojaputkiston reikien avaaminen vaatii riittävän voimakkaan vesisuihkun painehuutelukalustolla. Tarvittava paine on ilmakehän paine. Salaojaverkon pahin uhka kuitenkin on kadunvarren ja pihojen koristepuut, joidenka juuristot tunkeutuvat verkkoon tukkien ne melko nopeasti käyttökelvottomaksi. Seuraavassa kuvassa esitetään putkiverkosta otettuja juuristoja.

8 8 Kuva 3 Putkistosta poistettu juuritukos. Kuva Matti Torala Kadut ja tiet, kaivot, ritilät välpät purkuaukot Hiekanpoisto ja tukosten avaaminen Katupölyn määrään keväisin vaikuttaa eniten liukkauden torjunnassa käytetyn hiekan poisto. Oikein ajoitetulla hiekanpoistolla on suurin vaikutus kaupunkien keskustojen ilmanlaatuun. Katupinnoilta hiekanpoisto on tehtävä ensin ja sen jälkeen se on poistettava hulevesikaivoista ja hulevesiviemäreistä. Hulevesikaivojen tyhjennykset hoidetaan vähäliikenteisinä aikoina. Ennen hiekanpoistoa joudutaan liikenteenohjaus järjestämään ja usein kieltämään kadunvarsipysäköinti, jotta työkoneille voidaan taata tarvittava katutila käyttöön. Kustannukset kaivoa kohti vaihtelee / kpl. Hiekanpoistossa kertyvän hiekan määrä vaihtelee noin 0,1 0,25 kuutiometriin kaivoa kohti. Hiekan määrä riippuu ratkaisevasti hulevesikaivojen tiheydestä

9 9 katualueella. Tiheys mitoitusohjeen mukaan parhaimmillaan katuneliömetriä / kaivo. Hulevesikaivot on sijoitettu yleensä katulinjan notkokohtiin ja risteysalueen tuntumaan, jonne risteävien katuprofiilien pituuskaltevuus suunnitellaan laskevaksi. Vesien johtaminen reunakiveystä vasten voi tapahtua noin m haitattomasti. Hulevesikaivovälin ei tulisi kuitenkaan olla tätä pitempi. Kuva 4 Putkistoa risteysalueella Kaivot, ritilät, välpät, purkuaukot Hulevesijärjestelmän kaivot tarkistetaan vähintään kerran vuodessa ja tarvittaessa tyhjennetään. Sopivin tarkistusajankohta on keväisin heti katujen hiekanpoiston jälkeen tai samanaikaisesti. Samalla tarkistetaan myös onko putkistoihin kertynyt lietettä ja tarvittaessa tyhjennetään. Myös purkuaukkojen kunto on tarkistettava keväisin. Tukkeutumisherkissä kohdissa on viime vuosina otettu käyttöön hulevesikaivon sijalla ja osin rinnalla ns. kitakaivoja. Kitakaivojen tukkeutumisherkkyys on pienempi kuin perinteisten hulevesikaivojen. Normaalin hulevesikaivon ritiläkannen voi tukkia esimerkiksi pintavirtaaman mukanaan tuomat puistopuiden lehdet ja muut katualueelle joutuneet roskat. Hulevesijärjestelmän runkoputkistot Viemäriverkostoja tulee huoltaa puhdistamalla ne määräajoin. Sopiva puhdistusväli tulisi olla 5-10 vuotta. Tarve tietenkin riippuu toimintahäiriöistä ja vikatilaston historiasta ja sen perus-

10 10 teella laaditusta ennakkohuolto-ohjelmasta. Toimivat viemärit lisäävät asumismukavuutta ja vähentävät vesivahinkojen riskiä. Ennakoiva huolto on paras ratkaisu hätätilanteiden välttämiseksi ja kustannusten säästämiseksi. Jos tukos yllättää usein samassa kohdassa, tulee silloin epäillä rakenteellista tai viemärilaitoksen käyttövikaa. Puhdistus ja muu ennakkohuolto lisää putkistojen käyttöikää. Usein käyttöhäiriöitä syntyy jos hulevesiverkon tarkastusaivojen pohjamuotoilu on epäonnistunut.alla esimerkki betonisenkaivon pohjan muotoilusta Kuva 5 Kaivon pohjan muotoilu Purkualueet tule järjestää siten, että koneellinen kunnossapito on mahdollista. Hulevesiverkon purku tulee sijaita purkuvesistön vedenpinnan yläpuolella ainakin ajoittain. Hulevesikaivojen kansistot Kunnossapidon kannalta parhaita kansistoja ovat ns. säädettävät kansistot joidenka säätötarkkuus päällystystöidenosalta on paras. Kannen kehys on säädettävissä tarkasti ympäröivään kadun (tien) pintaan nähden. Korokerengas -ratkaisuissa yleensä kansi joudutaan jättämään lähimpään sopivaan korkeuteen, jolloin ympäröivään katupintaan nähden jää kuoppa. Aikaa myöten liikenteen dynaaminen kuormitus aiheuttaa ns. kolisevia kansia tarkastus- ja ritiläkaivoissa.

11 Kuva 6 Perinteisen hulevesikaivon toiminta on varmistettu tukkeutumisalttiissa kohdassa kitakaivolla. 11

12 12 Kuva 7 Seuraavassa kuvassa painehuuhteluauton suutinkalustoa Kuva Raimo Rönn Viheralueet ja vesistöt Viheralueille rakennetaan usein ns. pidätys ja tasausaltaita toisaalta tasaamaan hulevesiverkon alapuolista hydraulista kuormaa ja toisaalta altaat toimivat osana hulevesien laadun parantamisprosessia ennen vesien johtamista vesistöön. Kuva.8 Allas välittömästi rakentamisen jälkeen.

13 13 Kuva 9 Sama allas noin 10 v. kuluttua rakentamisen jälkeen Kuva poistettu Kuva 10 Esimerkki asuntoalueen oja maiseman monipuolistajana ja elävöittäjänä kaupunkiympäristössä. Turvallisuuskysymykset ja toiminta erityistilanteissa Suomessa sadeolot äärevöityvät. Rankkasateet aiheuttavat ongelmia etenkin rakennetuilla alueilla, joilla vettä läpäisemättömän pinnan osuus on suuri. Suunnittelussa tulisi suosia vettä läpäiseviä pintoja ja mahdollisuuksien mukaan imeytysaltaita. Tärkeää on suojata vaarallisten aineiden säilytyspaikat ja yhdyskunnan toiminnan kannalta keskeiset kohteet kuten vedenpuhdistamot. Kovien sateiden yhteydessä hulevesiverkoston kapasiteetti voi ylittyä. Viemäriverkoston mitoituksia voidaan tarkistaa peruskorjausten yhteydessä. Ylittymisen varalta sateiden aiheuttamien tulvavesien ohjailu voidaan ottaa huomioon esimerkiksi katualueita suunniteltaessa. Hulevesiverkkojen toiminta tulisikin keskustojen osalta testata erityisin mallilaskelmin. Laskelmien pohjaksi hulevesiverkko digitoidaan pintamalliin ja testataan tulvaherkkyys käyttöäen erilaisen intensiteetin ja profiilin omaavia mitoitussateita pintamallin päällä. Ilmastonmuutos tuo mukanaan monia yhdyskuntasuunnittelun kunnossapidon kannalta olennaisia muutoksia. Ilmastonmuutos muuttaa jonkin verran luonnonympäristön asettamia rakentamisen reunaehtoja, kuten routimista ja ulkopintojen säärasitetta. Keskeistä on kuitenkin muuttuvien sääolojen vaikutus yhdyskuntien toimintaan esimerkiksi muuttuvien rakentamismahdollisuuksien, infrastruktuurin kunnossapidon suhteen. Hulevesijärjestelmän kunnossapidon kannalta on erityisen hankala voimakkaiden sulamis- ja pakkasjaksojen nopea vaihtelu. Lämpötilan nousu Muutokset maan routimisessa ja lumipeitteessä; routasuojaukset hyvä pitää nykyisellä tasolla,

14 14 jolloin routavaurioriski pienenee. Sademäärän kasvu Eroosion ja sortumariskin kasvu; Rakentamisen ohjauksessa kiinnitettävä huomiota maaperän ominaisuuksiin. Pohjaveden tason vaihtelu; Kosteusrasitus rakenteissa, puurakenteiden lahoaminen, teräsrakenteiden syöpyminen, teiden alentunut kantavuus, rakennusten painuminen savimailla, kaivantojen luiskavakavuus ja tukemistarve muuttuu. Tulvariskin muutokset; myrskytuulen nostattamat rannikkotulvat, rankkasadetulvat rakennetuilla alueilla, pienten vesiväylien tulvariski, keskusjärvien tulviminen, talvitulviin varautuminen organisaatioiden yhteistyöllä. Huuhtoutumisen lisääntyminen; Eroosioherkkiä alueita vältettävä. Kuivuusjaksojen kasvava todennäköisyys etenkin kesäisin. Sään ääriarvojen muutokset Mahdollinen myrskytuhojen kasvu Rankkasateet Kuivuusjaksot ja helteet voimistuvat Hyvät käytännöt Kunnossapidon vuosikello, jossa määritellään ennakoivan kunnossapidon yksikköoperaatioiden ajankohdat yhteistyötarpeet, tiedotustoiminta, tarvittavan kaluston määrä ja tarvittavat muut resurssit. Vuosikelloa tarkistetaan edellisten vuosien vikatilaston mukaan. Kunnossapitokortisto, jossa määritellään yksityiskohtaisesti kunnossapidettävät laitteet, niiden, sijainti, rakenteet, riskikohdat, erityisesti huomioonotettavat kohdat ja dimensiotiedot. Nykyisiin paikkatietojärjestelmiin on lisätty ns. kunnossapito-osioita helpottamaan edellä kuvattujen asioiden hallintaa. Poikkeus ajan yhteistoiminta tulee organisoida etukäteen ja muodostetun organisaation tulee harjoitella yhteistoimintaa, jossa testataan kaluston sopivuutta, tiedonsiirtoa yms.

15 15 Turvallisuuskysymykset, toiminta erityistilanteissa Kaupunkien keskeisten hulevesijärjestelmien tulvaherkkyys tulisi tuntea. Parhaiten tämä kävisi hulevesimallien avulla, joissa kriittisimpien verkostonosien tulvaherkkyys tutkitaan siten, että tunnetaan haitallisimmat padotusalueet ja millainen sade sen tulee aiheuttamaan. Yhteistoiminta pelastusviranomaisten kanssa on välttämätöntä. Saneeraustarve ja käyttöikä Hulevesiverkoston ikä ei useinkaan määritä verkoston saneeraustarvetta. Suomessa keskimääräinen hulevesiverkon ikä on noin 20 vuotta. Hulevesiverkon saneeraustarve tulee maankäytön muutoksesta. Valuma-alueella on maankäyttöä tehostettu ja siten päällystetty pinta-ala on lisääntynyt ja verkostossa johdettava hulevesienmäärä on kasvanut niin suureksi, että runkoverkoston hydraulinen kapasiteetti on ylittynyt. Kustannukset HULEVES INORMIT KÄYTTÖ JA KUNNOSSAPITO... 2 Kunnossapitokortisto... 2 AVO-OJAT, RUMMUT, SALAOJAT... 2 KADUT JA TIET, KAIVOT, RITILÄT VÄLPÄT PURKUAUKOT... 8 Kaivot, ritilät, välpät, purkuaukot... 9 Hulevesijärjestelmän runkoputkistot... 9 Hulevesikaivojen kansistot Viheralueet ja vesistöt TURVALLISUUSKYSYMYKSET JA TOIMINTA ERITYISTILANTEISSA Lämpötilan nousu Sademäärän kasvu Sään ääriarvojen muutokset HYVÄT KÄYTÄNNÖT SANEERAUSTARVE JA KÄYTTÖIKÄ... 15

16 16 Kuvaluettelo KUVA 1 LAIMINLYÖTY OJAN KUNNOSSAPITO... 4 KUVA 2 RUMPUPUTKEN YLÄPINTAAN ASENNETTU SULATUSLETKU KUVA 3 PUTKISTOSTA POISTETTU JUURITUKOS. KUVA MATTI TORALA... 8 KUVA 4 PUTKISTOA RISTEYSALUEELLA... 9 KUVA 5 KAIVON POHJAN MUOTOILU KUVA 6 PERITEISEN HULEVESIKAIVON TOIMINTA ON VARMISTETTU TUKKEUTUMISALTTIISSA KOHDASSA KITAKAIVOLLA KUVA 7 SEURAAVASSA KUVASSA PAINEHUUHTELUAUTON SUUTINKALUSTOA KUVA.8 ALLAS VÄLITTÖMÄSTI RAKENTAMISEN JÄLKEEN KUVA 9 SAMA ALLAS NOIN 10 V. KULUTTUA RAKENTAMISEN JÄLKEEN KUVA 10 ESIMERKKI ASUNTOALUEEN OJA MAISEMAN MONIPUOLISTAJANA JA ELÄVÖITTÄJÄNÄ... 13