VALKEAKOSKEN KAUPUNKI JUTIKKALAN OSAYLEISKAAVA-ALUEEN HULEVESISELVITYS Loppuraportti
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti I SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO... 1 1.1 Selvityksen lähtökohdat ja tavoitteet... 1 1.2 Projektin organisaatio... 1 1.3 Käsitteitä... 1 2 SELVITYSALUE JA SEN NYKYTILA... 2 2.1 Maaperä ja pinnanmuodot... 2 2.2 Valuma-alueet ja reitit... 2 2.3 Hulevesiin liittyvät luontoarvot... 3 3 HYDROLOGINEN TARKASTELU... 4 3.1 Maankäytön muutos... 4 3.2 Vaikutukset valuma-alueisiin ja valuntasuuntiin... 5 3.3 Vaikutukset hulevesien määrään ja laatuun... 5 3.4 Hulevesien vaikutukset ympäröivään luontoon... 6 3.5 Hulevesien hallinnan tarve ja tavoitteet... 6 4 SUOSITELLUT RATKAISUVAIHTOEHDOT... 8 4.1 Hulevesien hallinnan periaatteet... 8 4.2 Tonttikohtainen hulevesien hallinta... 9 4.3 Yleisillä alueilla tehtävä hulevesien hallinta...11 4.4 Hallinnalla saavutettavat tavoitteet...13 4.5 Tulvareitit...14 4.6 Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta...15 5 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET...15 LIITE 1 VHT--201 Valuma-aluekartta, nykytila 1:15000 (A2) 02.08.2012 LIITE 2 VHT--202 Yleissuunnitelmakartta, asemapiirustus 1:6000 (A1) 02.08.2012 Kansikuva: FCG Finnish Consulting Group Oy. Pyhäsuolta laskeva noro alittaa Hämeenlinnantien
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 1 (16) VALKEAKOSKEN KAUPUNKI JUTIKKALAN OSAYLEISKAAVAN HULEVESISELVITYS 1 JOHDANTO 1.1 Selvityksen lähtökohdat ja tavoitteet Tässä työssä on laadittu selvitys hulevesien vaikutuksista sekä yleispiirteinen suunnitelma hulevesien haitallisten vaikutusten ehkäisemisestä Valkeakosken Jutikkalan osayleiskaava-alueella. Selvitysalue sijaitsee Valkeakosken eteläosassa, moottoritien E12 ja Hämeenlinnantien liittymän läheisyydessä. Maanteitse selvitysalueen etäisyys Valkeakosken taajamarakenteeseen on noin 14 km, Iittalaan noin 7 km, Akaaseen noin 10 km ja Konhon yritysalueelle noin 16 km. Osayleiskaava tukeutuu kaikkiin edellä mainittuihin kohteisiin. Suunnittelualueen laajuus on noin 500 hehtaaria, ja alue on nykytilassa pääosin rakentamatonta metsää ja ojitettua suota. Osayleiskaavan myötä alueelle on suunniteltu teollisuus ja työpaikkarakentamista, jota tulee kokonaisuudessa olemaan noin 270 hehtaaria koko alueesta. Kaupan suuryksiköitä, tai seudullisesti merkittäviä kaupan palveluita alueelle ei kuitenkaan ole tarkoitus sijoittaa. Tässä työssä on arvioitu osayleiskaavan mukaisen maankäytön muutosten vaikutuksia hulevesien määrään, laatuun ja johtamisreitteihin. Lisäksi on arvioitu alueellisen ja tonttikohtaisen hulevesien hallinnan tarvetta sekä esitetty sitä varten tarvittavat alustavat mitoitusperusteet. Alueen asemakaavoituksen yhteydessä tätä hulevesien hallinnan yleissuunnitelmaa tulee päivittää asemakaavatyön edellyttämälle tarkkuudelle. 1.2 Projektin organisaatio 1.3 Käsitteitä Hulevesiselvitys on tehty konsulttityönä FCG Finnish Consulting Group Oy:ssä, jossa työn projektipäällikkönä ja pääsuunnittelijana on toiminut dipl.ins. Hannes Björninen ja suunnittelijana tekn.kand Pekka Raukola. Työn tilaaja on Valkeakosken kaupunki, jossa yhteyshenkilönä on toiminut kaavoituspäällikkö Alf Lindström. Lisäksi tilaajan ohjausryhmään on kuulunut kaavasuunnittelija Anna-Maria Nevalainen. Valunnalla tarkoitetaan sitä osaa sadannasta, joka virtaa vesistöä kohti maan pinnalla, maaperässä tai kallioperässä. Hulevesillä tarkoitetaan rakennetuilta alueilla muodostuvaa, sade- tai sulamisvesien aiheuttamaa pintavaluntaa.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 2 (16) 2 SELVITYSALUE JA SEN NYKYTILA 2.1 Maaperä ja pinnanmuodot Selvitysalue on nykytilassa pääosin rakentamatonta metsää, suota ja turvealuetta. Moottoritien pohjoispuolella moreenimaan painanteissa esiintyy pieniä matalia turvekerrostumia, jonka lisäksi selvitysalueen eteläosassa esiintyy laajempia ja syvempiä turvekerrostumia ja rahkaturvetta. Selvitysalueen eteläpuolella sijaitsee laaja Pyhäsuo, jonka lisäksi alueelta löytyy lukuisia pienempiä soita. Kaikki selvitysalueella sijaitsevat suot ovat ojitettuja. Maaperä on selvitysalueella pääosin vettä läpäisevää sora- ja hiekkamoreenia, mutta alueen pohjoispuolelta löytyy myös laajoja savialueita, jotka ovat ojitettu ja salaojitettu. 1 Selvitysalue ei sijaitse pohjavesialueella. 2 Kuvassa 1 on havainnollistettu selvitysalueen maaperää. 2.2 Valuma-alueet ja reitit Kuva 1. Selvitysalueen maaperä. Jutikkalan osayleiskaava on merkitty karttaan punaisella viivalla. 1 Selvitysalueen kaakkoisnurkassa sijaitsee Porsasvuori (+135 mpy), joka on alueen korkein kohta. Muu merkittävä maastonkohouma on selvitysalueen ulkopuolella, Porsasvuoren itäpuolella sijaitseva Tunturivuori, joka kohoaa +165 mpy korkeuteen. Porsasvuorta lukuun ottamatta selvitysalue on kuitenkin melko tasaista. 1 Nykytilassa noin puolet moottoritien pohjoispuolelle sijoittuvan selvitysalueen pintavalunnasta virtaa koilliseen, Vanajanselän suuntaan loput luoteeseen Saarioisjärveen ja sen kautta Vanajaveteen. Moottoritien eteläpuolella pintavalunta laskee kohti Oikojanjokea, joka päätyy lopulta Saarioisjärveen. Kuvassa 2 on havainnollistettu selvitysalueen nykyistä valuma-aluejakoa sekä pintavalunnan tärkeimpiä virtausreittejä. 1 Valkeakosken kaupunki. 2011. Jutikkalan oikeusvaikutteinen osayleiskaava, valmisteluvaiheen selostus 3.10.2011. 2 FCG, Finnish Consulting Group Oy. 2011. Jutikkalan osayleiskaavan laajennus, Luontoselvitys.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 3 (16) Kuva 2. Selvitysalueen nykyiset valuma-alueet. Kuva sisältää myös Jutikkalan osayleiskaavan alueella sijaitsevat luonnonsuojelullisesti arvokkaat kohteet. Kohde nro 4 on ojittamaton isovarpuräme ja nro 1 Vuorensyrjän lehto. Kohde nro 5 on mustikkakorpi, jossa sijaitsee pienialainen kosteikko. 3 2.3 Hulevesiin liittyvät luontoarvot Selvitysalueen kaakkoispuolella sijaitseva ojittamaton isovarpuräme on todettu Etelä-Suomessa silmälläpidettäväksi kohteeksi, joka ei ole uhanalainen, mutta huomionarvoinen kohde. Muita erityiskohteita ovat selvitysalueen pohjoisosassa sijaitseva Vuorensyrjän lehto, jonka alueella sijaitsee muun muassa luonnontilainen kausikuiva noro. Kohde lukeutuu Etelä-Suomessa vaarantuneeksi uhanalaiseksi luontotyypiksi. Vuorensyrjän lehdon eteläpuolella, lähellä Vuorensyrjäntietä sijaitsee lisäksi mustikkakorpi, jonka alueella on myös pienialainen kosteikkolaikku. Kohde kuuluu myös Etelä- Suomessa vaarantuneisiin uhanalaisiin luontotyyppeihin. 3. Selvitysalueen arvokkaiden luontokohteiden sijainnit on esitetty edellä kuvassa 2. 3 FCG, Finnish Consulting Group Oy. 2009. Liito-orava- ja luontoselvitys Jutikkalan osayleiskaavan alueelle
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 4 (16) 3 HYDROLOGINEN TARKASTELU 3.1 Maankäytön muutos Osayleiskaavan myötä selvitysalueen maankäyttö tulee muuttumaan merkittävästi. Selvitysalue on nykyisellään lähes kokonaan rakentamatonta metsää ja turvealuetta. Suunnitellun maankäytön johdosta laajoja alueita on osoitettu teollisuus- ja palvelualueiksi, jotka tulevat sisältämään huomattavan määrän vettä läpäisemätöntä pintaa. Osayleiskaavan reunoille on alustavasti suunniteltu jätettävän laajoja alueita koskemattomiksi metsäalueiksi. Myös selvitysalueen luonnonsuojelullisesti arvokkaat alueet tullaan jättämään koskemattomiksi. Kuva 3 havainnollistaa tulevan tilanteen maankäyttöä. Kuva 3. Selvitysalueen tuleva maankäyttö. Kuvassa näkyy arvioidut uudet valuma-aluejaot sekä hulevesien alustavat virtaussuunnat. Myös vaihtoehtoiset hulevesien tulva-alueet ja luonnonmukaisena säilytettävät alueet on osoitettu kartassa.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 5 (16) 3.2 Vaikutukset valuma-alueisiin ja valuntasuuntiin Selvitysalueen rakentamisella on vaikutusta suunnittelualueen valumaaluerajoihin, sillä tulevan maankäytön johdosta selvitysalueen luonnonmukaiset korkeuserot tulevat tasoittumaan ja hulevesien virtausreitit tulevat todennäköisesti noudattamaan rakennettujen alueiden rajoja. Esitetyn maankäytön perusteella hulevesien poisjohtaminen moottoritien E12 pohjoispuolella tulee olemaan luontevinta tehdä pääosin Saarioisjärven kautta Vanajaveteen. Sen sijaan moottoritien eteläpuolella, rakennettujen alueiden hulevedet voidaan jatkossakin johtaa Oikojanjokea pitkin Saarioisjärveen. Osayleiskaavan rakentamattomilla alueilla valuma-aluerajat tulevat jatkossakin noudattamaan pääosin nykyisiä maanpinnan muotoja. 3.3 Vaikutukset hulevesien määrään ja laatuun 3.3.1 Hulevesien määrä Osayleiskaavan aiheuttamien muutoksien hydrologisia vaikutuksia arvioitiin laskennallisesti vettä läpäisemättömien pintojen perusteella, koska niiltä muodostuu suurin osa hulevesistä. Läpäisemättömistä pinnoista merkittävimpiä ovat kattopinnat, koska ne ovat usein kytketty suoraan tontin kuivatusjärjestelyihin. Teollisuus- ja työpaikka-alueilla myös asfaltoidut kenttäalueet on tyypillisesti kuivatettu tehokkaasti, joten myös niiltä muodostuva hulevesivalunta on nopeaa ja määrältään erittäin suurta. Osayleiskaavan perusteella arvioitiin vettä läpäisemättömien pintojen osuutta, jota on kuvattu kaupunkihydrologiassa yleisesti käytetyllä käsitteellä Total Impervious Area (TIA). Siinä vettä läpäisevienkin pintojen ajatellaan olevan osittain läpäisemättömiä eli esimerkiksi läpäiseviltä nurmipinnoilta muodostuu myös jonkin verran välitöntä hulevesivaluntaa. Tämä pätee etenkin rankkasadetilanteissa, joissa läpäisevät pinnat eivät kykene pidättämään, tai imemään kaikkea niille satavaa vettä. Selvitysalueella muodostuvien hulevesien määrää arvioitiin keskimääräisellä valuntakertoimella, joka kuvaa hulevesivalunnan osuutta yksittäisen sadetapahtuman sademäärästä. Valuntakertoimen maksimiarvo on 1,0. Tarkastelussa oletettiin, että kaikki hulevesivalunta muodostuu edellä kuvatuilta läpäisemättömiltä pinnoilta (TIA). Lisäksi huomioitiin eri pintojen painannesäilynnän aiheuttamat häviöt, jolloin voitiin laskea keskimääräinen rankkasadetapahtuman valumakerroin. Valuntakerroin riippuu kuitenkin aina sadetapahtuman ominaisuuksista ja sitä edeltävistä olosuhteista kuten maaperän ja pintojen kosteudesta, joten tulosta ei voi yleistää kaikkiin tapauksiin. Tarkastelu havainnollistaa silti hyvin muodostuvien hulevesien määrän muutosta ja rakentamisen hydrologisia vaikutuksia. Tulevien maankäyttötyyppien sisältämien erilaisten pintojen arvioidut osuudet sekä karkeat valumakertoimet on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1. Tulevien maankäyttötyyppien sisältämien erilaisten pintojen arvioidut osuudet. Maankäyttötyyppi Kattopinta Läpäisemätön päällyste Läpäisevä pinta Läpäisemättömyys, TIA Valuntakerroin 20 mm rankkasateella Arvioitu osuus OYK-varauksesta [%] [%] [0 1.0] Teollisuus- ja palvelujen alue 40 % 35 % 25 % 80 % 0.69 Liikennealue 0 % 70 % 30 % 74 % 0.66
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 6 (16) 3.3.2 Hulevesien laatu Koko osayleiskaava-alueen veden läpäisemättömyys (TIA) nousee arviolta noin 54 %:iin kaava-alueen pinta-alasta. OYK-alueen keskimääräinen rankkasateen (20 mm) valuntakerroin nousee nykytilanteen mukaisesta noin 0,06 tasosta 0,50:ään eli keskimäärin hulevesivalunta tällöin 8-kertaistuu. Laskelmissa on tehty oletus, että osayleiskaavan mukaisista T-1 ja T-2 alueista jää lopputilanteessa rakentamattomaan tilaan, eli erilaisiksi viheralueiksi, noin 10 %. Lisäksi oletettiin asemakaavavaiheessa muodostuvien tonttien pinta-alasta noin 80 % olevan kattopintaa tai päällystettyä piha-aluetta ja 20 % viheralueita. Oletusten perusteella osayleiskaavan mukaisessa maankäyttöratkaisussa uusia katto- ja asfalttipintoja voi tällöin muodostua suurimmillaan noin 200 hehtaaria. Määrä jää todennäköisesti pienemmäksi, koska osa T-1 ja T-2 alueistakin voidaan lopulta jättää luonnonmukaisiksi viheralueiksi. Nykytilassa selvitysalueella muodostuva pintavalunta on laadultaan pääosin puhdasta. Moottoritien E12 ja Hämeenlinnantien kuivatusjärjestelmien kautta alueelle päättyy kuitenkin suhteellisen pieniä määriä liikenteen päästöistä, ajoneuvojen ja pintamateriaalien kulumisesta sekä talvikunnossapidosta peräisin olevia epäpuhtauksia kuten raskasmetalleja. Nykyisen, pääosin luonnonmukaisen metsäalueen runsas kasvillisuus, maaperä ja luonnonmukaiset virtausreitit pystyvät kuitenkin sitomaan merkittävän osan hulevesien mahdollisista epäpuhtauksista. Tulevassa tilanteessa rakennetuilta alueilta ja erityisesti päällystetyiltä pinnoilta muodostuvat hulevedet sisältävät ajoittain runsaastikin epäpuhtauksia. Rakennettujen alueiden kattopinnoilta muodostuvat, laadultaan suhteellisen puhtaat hulevedet voivat lisäksi runsaimmillaan aiheuttaa ongelmia huuhtoessaan muilta pinnoilta ja virtausreiteiltä mukaansa kiintoainesta ja epäpuhtauksia. Tiiviimmin rakennetuilla alueilla päällystetyt pinnat, tehokas kuivatus ja sujuva hulevesien johtaminen tekevät luonnonmukaisesta hulevesien käsittelystä myös haastavampaa. Ilman erityisiä toimenpiteitä epäpuhtaudet päätyvät tehokkaasti hulevesien mukana virtausreiteille, mikä voi johtaa veden laadun muuttumiseen rakennettujen alueiden alapuolisissa vesistön osissa. 3.4 Hulevesien vaikutukset ympäröivään luontoon Jutikkalan alueen rakentaminen aiheuttaa väistämättä muutoksia hulevesien muodostumisen suhteen. Muutos näkyy etenkin ylivirtaamien merkittävänä kasvuna, mutta samalla luonnonmukaisten norojen alivirtaamat voivat pienentyä. Ilman hulevesien hallintaa tämä voi johtaa toisaalta norojen hetkittäiseen kuivumiseen ja toisaalta niiden eroosion lisääntymiseen, mikä on haitallista niihin liittyville elinympäristöille. Samanaikaisesti tapahtuva hulevesien laadun huonontuminen heikentää elinympäristöjen selviämismahdollisuuksia. 3.5 Hulevesien hallinnan tarve ja tavoitteet Edellä kuvattujen haittojen ehkäisemiseksi selvitysalueella tulisi toteuttaa hulevesien hallintatoimenpiteitä. Hyvien hulevesien hallinnan periaatteiden mukaisesti hulevesien haitallisia vaikutuksia tulee ehkäistä toteuttamalla hajautettua hulevesien määrällistä ja laadullista hallintaa. Hallintamenetelmät tulee ulottaa tonteille asti, jolloin hulevesiin voidaan vaikuttaa jo niiden syntypaikalla. Tällöin toimija, jonka alueelta hulevesiä syntyy, voidaan velvoittaa järjestämään hulevesien hallintaa ja käsittelyä.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 7 (16) Hallinnan lähtökohtana on ehkäistä hulevesien muodostumista ja niihin kohdistuvaa laatuhaittaa. Hallinnan keskeinen periaate on suosia hulevesien johtamista avouomissa, näkyvissä ja mahdollisimman luonnonmukaisissa järjestelmissä, joilla hidastetaan, viivytetään ja tasataan hulevesivirtaamia. Järjestelmillä pyritään samalla hulevesien hallittuun tulvimiseen, joka auttaa pienentämään rakennettujen alueiden tulvariskejä. Tavoitteena on lisäksi hyödyntää hulevedet rakennetun ympäristön maisemallisessa suunnittelussa ja ylläpitää luonnollisten norojen tilaa ja veden laatua. Hulevesien hallintatoimenpiteet tulee suunnitella ja mitoittaa kunkin valumaalueen ja noron tarpeiden mukaisesti. Hulevesien määrään ja laatuun liittyvät ongelmat tulee pyrkiä ennaltaehkäisemään parhaan käytössä olevan tiedon perusteella. Suunnittelualueella tehtävin hulevesien hallintatoimenpiteillä voidaan edesauttaa norojen vesitasapainon säilymistä mahdollisimman luonnonmukaisina. Samalla hallintamenetelmillä on merkittävä tulvariskejä pienentävä vaikutus. Hulevesien hallintamenetelmien tulee olla ilmeeltään ja toiminnaltaan ensisijaisesti mahdollisimman luonnonmukaisia. Luonnonmukaisilla noroilla samoin kuin laadukkaasti toteutetuilla hulevesien hallintamenetelmillä on positiivinen vaikutus ja maisemaan. Hulevesien hallinnan ja maisemasuunnittelun yhteisenä tavoitteena tulee olla toimivan ja laadukkaan ympäristön luominen, jossa ympäristönäkökulmat on huomioitu riittävällä tavalla.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 8 (16) 4 SUOSITELLUT RATKAISUVAIHTOEHDOT 4.1 Hulevesien hallinnan periaatteet Hulevesien hallinnan ja johtamisen yleisiä hyviä periaatteita on kuvattu tyypillisesti seuraavalla toimintatapojen prioriteettijärjestyksellä, jota voidaan pitää hyvänä ohjeistuksena myös selvitysalueella: I. Ehkäistään hulevesien muodostumista ja niihin kohdistuvaa laatuhaittaa II. Hulevedet käsitellään ja hyödynnetään syntypaikallaan (hulevesien käyttö 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. Selvitysalueelle laadittujen maankäyttösuunnitelmien perusteella toteuttamiskelpoisin menettely on toimintatapojen I IV tehokas yhdistäminen, jolloin hallintamenetelmien ketju alkaa hajautetusti hulevesien syntypaikalta, tonttien sisältä, ja päättyy yleisillä alueilla sijaitseviin keskitettyihin hulevesien hallintajärjestelmiin. Erityyppisiä hallintamenetelmiä yhdistelemällä voidaan vaikuttaa tehokkaimmin sekä hulevesien määrään että laatuun. Suunnittelualueelle esitetään kuvan 4 mukaista monivaiheista hallintajärjestelmää. Kuva 4. Jutikkalan OYK-alueelle suositellun hulevesien hallintajärjestelmän vaiheet.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 9 (16) Kuvan 4 hajautetussa järjestelmässä eri hallintamenetelmät mitoitetaan erilaisille sadetapahtumille. Tonttikohtaisilla hallintaratkaisuilla on tarkoitus hallita suhteellisen usein toistuvat pienet sateet, kun taas yleisille alueille sijoitettavilla hulevesien hallintajärjestelmillä hallitaan harvemmin toistuvat rankkasateet ja niistä mahdollisesti syntyvät tulvimistilanteet. Hajautettu hulevesien hallinta lisää 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 ylivuotojen riski vähenee. Samalla yksittäisen hallintamenetelmän mitoitus ja tilavaraus pienenee, jolloin ne on mahdollista toteuttaa vähäisemmin rakennustöin ja sijoittaa joustavammin. 4.2 Tonttikohtainen hulevesien hallinta Hallintaketju alkaa tonttien sisälle hajautetuista järjestelmistä, joiden ensisijaiset tavoitteet ovat tontin kattopinnoilta ja vettä läpäisemättömiltä pihaalueilta muodostuvien virtaamahuippujen tasaaminen ja piha-alueilta muodostuvien hulevesien laadun käsittely. Tonttikohtaiset järjestelmät mitoitetaan tyypillisesti usein toistuville rankkasateille, jolloin jatkuvaa, nk. kroonista kuormitusta voidaan vähentää. Virtaamahuippujen viivyttämisen ja tasaamisen ansiosta hulevedet saadaan johdettua turvallisesti yleisille alueille, joilla suurten hulevesimäärien hallintaan on paremmat mahdollisuudet. Tonttikohtaisella viivytyksellä ehkäistään näin ollen tulvariskiä ja eroosio-ongelmia yleisellä alueella sijaitsevissa hulevesien johtamis- ja viivytysjärjestelmissä. Hulevesien tonttikohtaiseen viivyttämiseen ja käsittelyyn on useita erilaisia vaihtoehtoja, joiden pääpiirteitä esitellään seuraavissa kappaleissa. 4.2.1 Maanpäälliset viherpainanteet ja viherkaistat Tonttikohtainen hulevesien hallinta voidaan toteuttaa muun muassa luonnonmukaisilla viivytyspainanteilla, jotka ovat tyypillisesti loivapiirteisesti rakennettuja viherpainanteita, jotka nurmetetaan ja, joihin istutetaan vaihteleviin kosteusolosuhteisiin soveltuvia kasvilajeja. Hulevesiä pyritään seisottamaan viivytyspainanteessa, jotta mahdollisimman suuri osa vesistä suotautuu maakerrosten läpi, imeytyy maaperään tai haihtuu ilmaan. Painanne on suositeltavaa salaojittaa, jotta se tyhjenee sateen jälkeen nopeammin, noin 12 tunnissa. Suotautuessaan maakerrosten läpi hulevesien kiinteät epäpuhtaudet jäävät maakerroksiin ja liuenneetkin epäpuhtaudet vähenevät maaperän mikrobiologisen ja kemiallisen toiminnan ansiosta. Teollisuus- ja työpaikka-alueilla tontin hulevedet kerätään viivytyspainanteeseen yleensä tonttikohtaisella hulevesiviemäröinnillä. Tontin reuna-alueilta painanteeseen voidaan johtaa hulevesiä myös hallittuja pintavaluntareittejä kuten kouruja pitkin. Sijoituspaikasta riippuen hulevedet voidaan purkaa viivytyspainanteesta eteenpäin joko maanpäällisiä reittejä pitkin alueen laskuojaan, katualueen reunaojaan tai ohjata hulevesikaivon kautta hulevesiviemäriverkkoon. Nurmetettua matalaa viherpainannetta on havainnollistettu kuvassa 5.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 10 (16) Kuva 5. Hulevesien viivytyspainanne normaalitilanteessa. 4 4.2.2 Maanalaiset hulevesien viivytysjärjestelmät Maanpäällisen soveltuvan tilan puuttuessa tonttikohtainen hulevesien hallinta voidaan toteuttaa maanalaisilla viivytysjärjestelmillä, jotka ovat tyypillisesti joko muovikaseteista koottuja kennostoja, tai suurista putkisäiliöistä tehtyjä rakenteita. Verrattuna perinteisiin louhekenttiin kenno- ja putkirakenteiden etu on niiden suuri, jopa 95 % hyötytilavuus, jolloin suhteellisen pienellä rakennetilavuudella saavutetaan suuriakin hulevesien viivytystilavuuksia. Muita etuja ovat helppo huollettavuus ja nopea asennustyö. Säästynyt maanpäällinen tila voidaan hyödyntää tehokkaasti muilla toiminnoilla, koska oikein rakennettuna järjestelmät eivät vaikuta yläpuolisten osien liikennöitävyyteen. Maanalaiset kennostot voidaan liittää ongelmitta hulevesiviemäriverkkoon ja erilaisiin tontin kaivojärjestelyihin kuten hiekan- ja öljynerottimiin. Esimerkki kennoston rakentamisesta on esitetty kuvassa 6. Kuva 6. Maanalaisen 300 m³ kennoston rakentamista Tampereen Tykkitienkadulla. 4
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 11 (16) 4.2.3 Likaisien hulevesien laadun käsittely Hulevesien viivyttämisen lisäksi tonteilta purkautuvien hulevesien laatua voidaan parantaa hiekan- ja öljynerotinjärjestelmillä, joilla pyritään erityisesti liikenteen epäpuhtauksien ja esimerkiksi kemikaalivuotojen pysäyttämiseen. Erotinjärjestelmä varustetaan virtauksensäätökaivolla, joka ohjaa erotinjärjestelmien välityskyvyn ylittävät virtaamahuiput järjestelmän ohi. Virtauksensäätökaivo mitoitetaan siten, että erotinjärjestelmä pystyy käsittelemään noin 95 % vuotuisesta sademäärästä. Sekä erottimista että ohivirtauksesta vedet johdetaan näytteenottokaivoon, josta vedet puretaan joko tontin sisälle toteutettavaan maanalaiseen hulevesien viivytysjärjestelmään tai hulevesien viivytyspainanteeseen. Näytteenottokaivot varustetaan sulkuventtiileillä, jolloin erityistilanteissa purkuvirtaus voidaan katkaista kokonaan. Kuvassa 7 on havainnollistettu hiekan- ja öljynerotinjärjestelmän toimintaperiaatetta. Kuva 7. Esimerkki erotinjärjestelmästä osana tontin hulevesijärjestelmää. 5 4.3 Yleisillä alueilla tehtävä hulevesien hallinta Tonttikohtaisen hulevesien hallinnan lisäksi yleisien alueiden viheralueille tulee sijoittaa keskitettyjä hulevesien viivytysjärjestelmiä kuten hulevesikosteikkoja tai viivytyspainanteita. Niillä tuodaan lisävarmuutta harvoin toistuvia, sademäärältään suuria rankkasadetapahtumia vastaan. Hulevesiä viivyttämällä tasataan purkureiteille päätyviä virtaamia ympäristön kannalta kestävälle tasolle ja ehkäistään purkureittien eroosiota. Yleisten alueiden järjestelmissä esiintyy pientä hulevesien virtausta tavanomaisillakin sadetapahtumilla, koska tonttikohtaisien hulevesijärjestelmien purku tapahtuu näihin hitaasti sateen päätyttyä. Jutikkalan osayleiskaava-alueen yleisillä alueilla tehtävä hulevesien viivytys voidaan toteuttaa esimerkiksi hulevesikosteikoilla, joilla viivytetään tonttien ja katualueiden tulvavesiä ennen niiden purkamista Vanajaveteen johtaville valumareiteille. Kosteikoille on esitetty luontaisia sijoituspaikkoja liitteenä 2 olevassa yleissuunnitelmakartassa. Esitetyt sijoituspaikat ovat vaihtoehtoisia ja aluevarauksiltaan suuntaa antavia. Niiden toteuttamista on arvioitava asemakaavavaiheessa, kun maankäytön tehokkuus sekä katujen ja tonttien sijainnit tarkentuvat. Kosteikot tulisi toteuttaa siten, että nykyinen kasvillisuus ja maaperän pintakerros säilytetään mahdollisimman suurelta osin. Kosteikon tulvaalueet voivat rajautua rakennettuihin penkereisiin, tonttien täyttöihin tai esi- 4 FCG Finnish Consulting Group Oy 5 Wavin Labko Oy
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 12 (16) merkiksi ulkoilureitteihin silloin, kun ei voida nojautua luonnollisiin korkeuskäyriin. Kuvassa 8 on esitetty esimerkki rakennetusta viivytyskosteikosta. Yleisillä alueilla tapahtuva hulevesien hallinta voidaan toteuttaa myös viivytyspainanteilla, jotka ovat tavanomaisilla sadetapahtumilla lähes tyhjiä ja viivytystilavuus tulee käyttöön vasta harvemmin toistuvilla rankkasateilla. Viivytyspainanteet voivat olla myös ojamaisia, jolloin ne toimivat kapeammassakin tilavarauksessa ja ovat selvemmin hulevesien johtamiseen käytettäviä reittejä. Viivytyspainannetta, joka voisi sijoittua myös yleiselle alueelle, on havainnollistettu aikaisemmin kappaleessa 4.2.1 esitetyssä kuvassa 5. Kuva 8. Patorakenteella varustettu viivytyskosteikko (Hannover). 4 Matalia viivytyspainanteita voidaan sijoittaa myös katualueelle, jolloin niitä voidaan käyttää katualueen hulevesien käsittelyyn ja johtamiseen hulevesiviemäröinnin rinnalla. Tästä huolimatta katualueella tarvitaan hulevesiviemäröinti kadun rakennekerrosten kuivattamiseksi ja tonttien salaojavesien ja hulevesien purkamiseksi. Katualueen viivytyspainanne liitetään hulevesiviemäriverkkoon nostetulla hulevesiviemärikaivon kannella esimerkiksi kuvan 9 mukaisesti. Tällöin painanteessa vedenpinta voi kohota hetkellisesti synnyttäen hieman viivytystilavuutta hulevesille. Lisäksi osa vesistä suotautuu salaojituksen kautta hulevesiviemäriin. Yhdessä painanteen kasvillisuus ja maaperän suodattavat ominaisuudet auttavat liikenteen epäpuhtauksien poistamisessa. Jos hulevedet johdettaisiin suoraan suurempiin ojiin tai hulevesiviemäriverkkoon, hulevesien epäpuhtauksia olisi erittäin vaikea poistaa ilman suurikokoisia, pitkät viipymät mahdollistavia kosteikkoja. Käsittely on näin ollen tehokkaampaa ja joustavammin sijoitettavissa pienissä yksiköissä.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 13 (16) Kuva 9. Esimerkki viivytyspainanteesta 6 4.4 Hallinnalla saavutettavat tavoitteet Tässä raportissa ja hulevesien hallinnan yleissuunnitelmakartassa (liite 2) esitetyillä toimenpiteillä voidaan ratkaisevasti rajoittaa rakennettavan alueen virtaamahuippuja, vesien laadun heikkenemistä ja estää vastaanottavien vesistöjen kuormittumista. Alustavien laskelmien perusteella kerran vuodessa (1/1a) esiintyvillä rankkasateilla laskuojien virtaamat voidaan säilyttää nykytilan tasolla, mikä on tärkeää laskuojien ja vesistöjen nykytilan säilymiselle. Kerran 10 vuodessa (1/10a) esiintyvällä neljän tunnin pituisella rankkasateella hulevesivirtaamat kasvavat nykytilanteeseen verrattuna väistämättä, mutta monivaiheisen viivytyksen ansiosta kasvu nykytilaan verrattuna jää kohtuulliseksi, noin 40 % - 160 %:iin. Vastaavasti hallitsemattomassa tilanteessa kasvu olisi alustavien laskelmien perusteella noin 100 % - 400 %. Kyseinen tilanne kuvastaa pitkäkestoisen, sademäärältään suuren rankkasateen tilannetta, jolloin viivytyspainanteiden ja -kosteikkojen viivytystilavuus täyttyy ja syntyy ylivuotoa. Sen sijaan lyhytkestoisilla, esim. 10 30 minuutin rankkasateilla viivytystilavuus riittää pidättämään jopa koko sademäärän myös harvoin toistuvissa tilanteissa. Tällöin virtaamien kasvu nykytilaan verrattuna on vähäistä. Lisäksi riippuen hulevesien viivytysratkaisujen sijoituspaikoista ja yksityiskohdista virtaamia voidaan tarkemman suunnittelun yhteydessä mahdollisesti rajoittaa nyt esitettyä enemmänkin. Virtaamat ja niiden muutokset täsmentyvät jatkosuunnittelussa maankäytön ja hulevesiratkaisujen tarkentuessa. Virtaamien suuntaa-antavia muutoksia on havainnollistettu kuvissa 10 ja 11. Tarkasteluissa käytetty valuma-alueen 1 purkupiste sijaitsee moottoritien eteläpuolella Munteentien alituksessa ja valuma-alueen 2 purkupiste moottoritien pohjoispuolella Hämeenlinnantien alituksessa. Valuma-alueet ja purkupisteet on esitetty liitteinä 1 ja 2 olevissa kartoissa. 6 Virginia stormwater management handbook. 1999. Department of conservation and recreation, Commonwealth of Virginia.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 14 (16) Virtaama [l/s] 2500 2000 1500 1000 500 0 Virtaamahuippujen karkea arvionti rankkasade (1/1a, 240min) Purkupiste 1 Purkupiste 2 Nykytilanne Tuleva tilanne (Ilman hulevesin hallintaa) Tuleva tilanne (hulevesien hallinta) Kuva 10. Virtaamien muutos kerran vuodessa esiintyvällä rankkasateella. Virtaama [l/s] 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Virtaamahuippujen karkea arvionti rankkasade (1/10a, 240min) Purkupiste 1 Purkupiste 2 Nykytilanne Tuleva tilanne (Ilman hulevesin hallintaa) Tuleva tilanne (hulevesien hallinta) Kuva 11. Virtaamien muutos kerran 10 vuodessa esiintyvällä rankkasateella. 4.5 Tulvareitit Hulevesien vähentämisen, viivyttämisen ja perinteisen johtamisen lisäksi on suunniteltava erityistilanteita varten hulevesien tulvareitit, joiden vaihtoehtoisia reittejä on esitetty liitteessä 2; 202 Hulevesien hallinnan yleissuunnitelma. Niillä turvataan hulevesien hallittu johtaminen ja rakenteiden kuivana pysyminen tilanteissa joissa hulevesiviemäriverkon ja hallintamenetelmien kapasiteetti ylittyy. Tulvareitit tulee ketjuttaa siten, että ensimmäisen järjestelmän tulviminen pyritään hallitsemaan seuraavalla hallintamenetelmällä. Kun kaikkien järjestelmien viivytystilavuus täyttyy, tulvareitin on oltava sujuva purkuojaan asti, jotta aineellisia vahinkoja voidaan ehkäistä. Pihojen kaltevuudet tulee suunnitella siten, että valumasuunnat ovat poispäin rakennuksista ja kaltevuudet riittävät hulevesien sujuvaan pintajohtamiseen. Hulevesien tonttikohtaisista maanalaisista ja maanpäällisistä viivytysmenetelmistä tulee olla riittävät ja yhtenäiset tulvareitit katualueen hulevesiviemäriverkkoon. Tilanteissa, joissa hulevesiviemäriverkon kapasiteetti on ylittynyt, katualue toimii tulvareittinä. Katualueella tulvareittejä voidaan muodostaa käyttämällä yhtenäisiä reunakiveyksiä, jolloin hulevedet pysyvät tiettyyn rajaan asti katualueella. Soveltuvista kohdista hulevedet puretaan reunakiveysten aukoista yleisille alueille rakennettuihin viivytyspainanteisiin, -kosteikkoihin tai niihin johtaviin ojiin, joissa hulevedet eivät aiheuta aineellisia vahinkoja eivätkä haittaa alueiden käyttöä muuten kuin hetkellisesti. Myös esitetyistä hulevesien viivytyskosteikosta ja viivytyspainanteista on hallitut ylivuotoreitit tulvatilanteita varten. Ylivuoto ohjataan maastoon mahdolli-
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 15 (16) simman hallitusti ja ylivuotoreitin riittävään eroosiosuojaukseen tulee kiinnittää huomioita. Ylivuodon tarkoituksena on estää hallintajärjestelmän hallitsematon tulviminen esimerkiksi sen yläpuoliseen verkostoon ja rakennusten salaojiin asti. Tulvareittien tarkoituksena on myös estää rakenteelliset vauriot, joita hallitsemattomat tulvavedet voisivat aiheuttaa mm. kosteikkojen ja viherpainanteiden maa- ja kasvillisuusrakenteille. 4.6 Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta Rakentamisen aikaiset hulevedet ovat poikkeuksetta laadultaan huonoja, koska hulevesiin huuhtoutuu mm. häiriintyneistä maakerroksista runsaasti kiintoaineista. Rakennusvaiheen vesien käsittely kannattaa järjestää tilapäisillä ratkaisuilla erillään lopullisen tilanteen hulevesien hallintajärjestelmistä, koska lopullisia hulevesijärjestelmiä ei todennäköisesti voida rakentaa niin etupainotteisesti, että se olisi käyttökunnossa muun rakentamisen aikana. Lisäksi rakennusvaiheen runsas kiintoainehuuhtouma voi tukkia suodattavat hulevesien hallintamenetelmät. Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta tulee ottaa huomioon kohteen jatkosuunnittelussa eikä hulevesiä saa johtaa käsittelemättöminä luontoon. Suunnittelualueella rakentamisen aikaiseen hulevesien hallintaan luontevimmat paikat ovat ne painanteet, joihin hulevedet on helposti painovoimaisesti johdettavissa. Hallintapaikat tulee olla sellaisia, joilla ei olisi muutenkaan erityisiä luontoarvoja alueen rakentamisen jälkeen. Rakentamisen aikaisien hallintamenetelmien tulee olla hulevesiä suodattavia ja viivyttäviä järjestelmiä, kuten murskepadolla toteutettuja altaita. Altaiden paikat voivat vaihdella alueen rakentamisvaiheiden mukaisesti. Hulevesien laadullista heikkenemistä voidaan lisäksi ehkäistä jaksottamalla maanrakennustöiden tekoa. Kasvillisuus ja pintamaat tulisi olla poistettuna mahdollisimman pieneltä alueelta kerrallaan, jolloin ehkäistään suurien kiintoaineshuuhtoumien syntyminen. 5 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Tässä työssä on laadittu Jutikkalan osayleiskaavaa varten tarvittava hulevesiselvitys. Osayleiskaavan myötä selvitysalueelle on suunniteltu teollisuus ja työpaikkarakentamista, jota tulee kokonaisuudessaan olemaan noin puolet koko 500 hehtaarin selvitysalueesta. Selvitysalue on nykytilassa pääosin rakentamatonta metsää ja turvealuetta. Osayleiskaavan myötä maankäyttö tulee muuttumaan merkittävästi, sillä laajat alueet tulevat sisältämään huomattavan määrän vettä läpäisemätöntä pintaa. Osayleiskaavan reunoille tullaan alustavasti kuitenkin jättämään laajoja alueita koskemattomiksi metsäalueiksi. Rakentamisella on vaikutusta myös selvitysalueen valuma-aluerajoihin, koska luonnonmukaiset korkeuserot tulevat tasoittumaan ja hulevesien virtausreitit tulevat todennäköisesti noudattamaan rakennettujen alueiden rajoja. Muita hydrologisia muutoksia ovat hetkellisien ylivirtaamien merkittävä kasvu samalla, kun luonnonmukaisten norojen alivirtaamat voivat pienentyä. Ehdotetun osayleiskaavan myötä rakennetuilta alueilta ja erityisesti päällystetyiltä pinnoilta muodostuvat hulevedet tulevat ajoittain sisältämään runsaastikin epäpuhtauksia, jotka käsittelemättöminä saattaisivat heikentää lähiympäristön tilaa. Luonnonmukaisen metsä- ja suoalueen vähentyessä, heikkenee myös hulevesien luonnonmukainen puhdistuminen. Selvitysalueen hulevesien laadullisella ja määrällisellä hallinnalla voidaan vähentää ratkaisevasti hulevesistä aiheutuvia haittavaikutuksia. Selvitysalueelle suositeltava hulevesien hallinta alkaa hajautetusti hulevesien syntypaikalta,
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 16 (16) tonttien sisällä, ja päättyy yleisillä alueilla sijaitseviin keskitettyihin hulevesien hallintajärjestelmiin. Tonttikohtaisilla hallintaratkaisuilla on tarkoitus hallita suhteellisen usein toistuvat pienet sateet ja niiden aiheuttama laatuhaitta, kun taas yleisille alueille sijoitettavilla hulevesien hallintajärjestelmillä hallitaan harvemmin toistuvat rankkasateet ja niistä mahdollisesti syntyvät tulvimistilanteet. Yleisten alueiden järjestelmät tulisi toteuttaa mahdollisimman luonnonmukaisesti hyödyntäen luontaisia hulevesien viivyttämispaikkoja ja kosteikkoja. Hajautetulla, erilaisia menetelmiä sisältävällä hulevesien hallinnalla lisätään järjestelmän hallintatehoa ja toimintavarmuutta sekä pienennetään yksittäisien hallintamenetelmien mitoitusta. Tonttikohtainen hulevesien hallinta esitetään toteutettavaksi maanpäällisillä viherpainanteilla, tai viherkaistoilla, joissa hulevesiä voidaan sekä viivyttää että mahdollisuuksien mukaan myös puhdistaa. Hulevesien laadullista hallintaa voidaan tehostaa tarvittaessa hiekan- ja öljynerotinjärjestelmillä. Tilanpuutteessa tonttikohtainen hulevesien viivytys voidaan toteuttaa myös maanalaisilla viivytysjärjestelmillä, jotka tulisi liittää edellä mainittuihin erotinjärjestelmiin. Tässä raportissa ja hulevesien hallinnan yleissuunnitelmakartassa (liite 2) esitetyillä toimenpiteillä voidaan ratkaisevasti rajoittaa rakennettavan alueen virtaamahuippuja, vesien laadun heikkenemistä ja estää vastaanottavien vesistöjen kuormittumista. Selvitysalueella tulee huomioida rakentamisen aikainen hulevesien hallinta, koska rakentamisen aikana hulevesiin huuhtoutuu mm. häiriintyneistä maakerroksista runsaasti kiintoaineista. Hallitsemattomana rakentamisen aikainen kiintoaineskuormitus voi nousta moninkertaiseksi kaavan mukaiseen valmiiseen tilanteeseen verrattuna. Rakennusvaiheen vesien käsittely kannattaa järjestää hajautetuilla, hulevesiä suodattavilla ja viivyttävillä järjestelmillä, kuten murskepadolla toteutetuilla tilapäisillä altailla. Myös jaksottamalla maanrakennustöiden tekoa, voidaan vähentää hulevesien laadullista heikkenemistä. Selvitysalueen asemakaavoitusvaiheessa tulee laatia tarkennettu hulevesien hallintajärjestelmien yleissuunnitelma, jossa huomioidaan asemakaavatasoinen maankäyttö ja täsmentyneet tavoitteet. Suunnitelmalla tarkennetaan yksittäisien hallintamenetelmien sijaintia, mitoitusta ja yksityiskohtia, jotta ne voidaan sijoittaa alueelle mahdollisimman kustannustehokkaasti ja ympäristöä säästäen. FCG Finnish Consulting Group Oy Tarkastanut: Laatinut: Hannes Björninen projektipäällikkö, dipl.ins. Pekka Raukola nuorempi suunnittelija, tekn. kand.