9M409026 6.4.2009 Ylivieskan kaupunki Savarin alueen hulevesitarkastelu
1 Kaikki oikeudet pidätetään Tätä asiakirjaa tai osaa siitä ei saa kopioida tai jäljentää missään muodossa ilman Pöyry Environment Oy:n antamaa kirjallista lupaa.
SISÄLLYSLUETTELO 1 1 JOHDANTO... 2 2 SUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT... 2 2.1 Selvitysalue... 2 2.1.1 Rajaus... 2 2.1.2 Nykyinen maankäyttö... 3 2.1.3 Maaperä ja topografia... 3 2.2 Valuma-alueet ja reitit... 3 3 MAANKÄYTÖN AIKAANSAAMAT MUUTOKSET... 3 3.1 Maankäyttösuunnitelmat... 3 3.2 Valuma-alueet ja reitit... 5 3.3 Valumat ja virtaamat... 5 3.3.1 Maankäyttö... 5 3.3.2 Mitoitussade... 6 3.3.2.1 Sateen kesto... 6 3.3.2.2 Sateen toistuvuus... 6 3.3.2.3 Sateen rankkuus... 7 3.3.3 Sateen aiheuttama virtaama... 7 3.3.4 Lumen sulamisen aiheuttama virtaama... 7 4 KATAJAOJAN KAPASITEETTITARKASTELU... 7 4.1 Yleistä... 7 4.2 Mallin laadinta... 7 4.3 Mallin tulokset... 8 4.4 Virhelähteet... 8 5 HULEVESIEN HALLINTASUUNNITELMA... 8 5.1 Tontti- ja korttelikohtainen hulevesien hallinta... 8 6 JOHTOPÄÄTÖKSET JA YHTEENVETO... 9 7 LÄHTEET... 9 Liitteet Liite 1: Yleiskartta: Valuma-alueet / nykytilanne Liite 2: Yleiskartta: Valuma-alueet / tuleva tilanne Liite 3: Yleiskartta: Johtamisjärjestelyt Liite 4: Asemapiirros: Hulevesien hallinta 1 Liite 5: Leikkaukset: Hulevesien hallinta 1 Liite 6: Asemapiirros: Hulevesien hallinta 2 Liite 7: Leikkaukset: Hulevesien hallinta 2 Liite 8:
2 1 JOHDANTO Savarin alueelle rakennettavien vettäläpäisemättömien pintojen määrä on kasvamassa merkittävästi, jolloin myös hulevesien virtaamiin ja veden laatuun aiheuttamat haittavaikutukset lisääntyvät. Purku-uomana olevassa Katajaojassa on jo nykyiselläänkin esiintynyt merkittäviä sateiden aiheuttamia tulvaongelmia (2005 ja 2008). Lisäksi ympäristöviranomaiset edellyttävät hulevesien huomioimista alueen kaavoituksessa. Työn päätavoitteena on tarkastella hulevesien johtamisjärjestelyitä Savarin alueella ja tehdä yleissuunnitelmatasoiset kuvat alueelle soveltuvista hulevesien hallintamenetelmistä sekä hulevesien viivyttämisestä olemassa olevassa Ollilanojan uomassa. Mitoitustarkastelujen lähtökohtana on se, että Savarin alueelta tulevat virtaamat eivät kasva merkittävästi nykyisestä. Työhön sisältyy myös Katajaojan kapasiteettitarkastelu Ollilanojan nykyisen laskupaikan ja uuden johtamisjärjestelyjen jälkeisen laskupaikan väliselle alueelle 2 SUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT 2.1 Selvitysalue 2.1.1 Rajaus Selvitysalue sijaitsee Ylivieskan keskustassa Pyörreperän kaupunginosassa ja se rajautuu pohjoisesta Savontiehen, lännestä Ollilanojaan ja etelästä Katajaojaan. Idässä selvitysalue on rajattu alustavien Ollilanojan johtamisjärjestelyissä tapahtuvien muutosten perusteella. Selvitysalueen pinta-ala on noin 120 hehtaaria ja sen rajaus esitetään kuvassa 1. Kuva 1 Selvitysalueen rajaus
Tässä yhteydessä selvitysalueella tarkoitetaan aluetta, jonka sisäisiä hulevesien hallintamenetelmiä ja johtamisjärjestelyjä suunnitellaan tarkemmin. Hulevesien hallintatoimien suunnittelu- ja mitoitustarkastelut ulotetaan kuvassa 1 esitetyn selvitysalueen ulkopuolelle niiltä osin kun se on tarpeen kokonaistilanteen huomioimiseksi. Tämä tulee kyseeseen varsinkin selvitysalueen ulkopuolelta tulevien uomien (Ollilanoja ja Katajaoja) sekä niihin sijoitettujen hulevesien hallintamenetelmien mitoitustarkastelussa. 3 2.1.2 Nykyinen maankäyttö Selvitysalue on pääosin maatalouskäytössä olevaa pelto, joka on osittain kaupungin ja osittain yksityisten omistuksessa. Alueen pohjoisosassa on kuitenkin liikerakennusten ja vähittäiskaupan suuryksiköiden korttelialuetta, jossa sijaitsee muun muassa Kärkkäisen kauppaliikekeskus. Lisäksi alueen eteläosassa Katajaojan varrella on jonkin verran omakotitaloasutusta. 2.1.3 Maaperä ja topografia Maaperä- ja rakennettavuusselvityksen (2007) mukaan alueen maaperä on suurelta osin hietaa. Katajaojan varressa on kallion päällä ohuena kerroksena olevaa peitemoreenia tai paljasta kalliota. isäksi alueen koillisreunassa on peltomoreenia. Topografialtaan selvitysalue on tasaista. 2.2 Valuma-alueet ja reitit Katajaojan valuma-alue muodostuu siihen selvitysalueen lounaisnurkasta laskevan Ollilanojan takia kahdesta osa-alueesta eli Katajaojan lähivaluma-alueesta (18,2 km 2 ) ja Ollilanojan valuma-alueesta (5,0 km 2 ). Katajaojan kokonaisvaluma-alueeksi liitospisteessä tulee 23,2 km 2. Selvitysalueesta 106 hehtaaria (88 %) kuuluu Ollilanojan valumaalueeseen ja 14 ha (12 %) Katajaojan lähivaluma-alueeseen. Valuma-alueiden nykyiset rajat ja päävalumareitit esitetään liitteenä 1 olevalla kartalla. Valuma-alueet määritettiin mittakaavaltaan 1:20000 olevalta peruskartalta ja niitä tarkennettiin mittakaavaltaan 1:10000 olevan kartan avulla. Valuma-alueiden pinta-alat poikkeavat hieman muissa yhteyksissä tehdyistä määrityksistä (Esim. Ollilanojan valuma-alueen pinta-alassa poikkeamaa noin 4 %), joka voi johtua esimerkiksi uusista ojituksista. Valuma-aleen rajoja tuleekin tarkentaa jatkosuunnittelun yhteydessä. 3 MAANKÄYTÖN AIKAANSAAMAT MUUTOKSET 3.1 Maankäyttösuunnitelmat Selvitysalueena oleva Savarin alueen vetovoimaisuus liike- ja palvelurakentamisen alueena on edelleen kasvamassa. Nykyiset ja uudet liike-elämän toimijat haluavat investoida alueelle ja kehittää alueen palvelutarjontaa. Maankäyttösuunnitelmia laaditaankin alueelle, jonne on tarkoitus toteuttaa tiedossa olevat rakennushankkeet. Maankäyttösuunnitelmissa alueelle on osoitettu 13 hehtaarin kokoinen liikerakennusten korttelialue, johon voidaan sijoittaa vähittäiskaupan suuryksikkö. Lisäksi alueelle on suunniteltu liikerakennusten korttelialue tilaa vievälle erityistavarakaupalle. Maankäyttösuunnitelma (30.10.2008) esitetään kuvassa 2 (AIRIX Ympäristö Oy).
Liite 3 4 Kuva 2 Alueelle suunniteltua maankäyttöä (AIRIX Ympäristö Oy) Asemakaavoituksen lisäksi selvitysalueella on käynnissä osayleiskaavoitus, jonka on tarkoitus valmistua vuonna 2009. Osayleiskaavaluonnoksessa selvitysalueen eteläreuna on osoitettu keskusta-alueeksi ja itäreunaan on suunniteltu teollisuus- ja varastoaluetta. T-1 alueelle saa kuitenkin sijoittaa tilaa vaativaa erikoistavarakauppaa. Lisäksi sinne on suunniteltu toteutettavaksi lumenkaatopaikka. Katajaojan varsi on jätetty VL -alueeksi. Otos selvitysalueelle sijoittuvasta osayleiskaavaluonnoksesta esitetään kuvassa 3. Kuva 3 Savarin alueen osayleiskaavaluonnos ( FCG Suunnittelukeskus OY)
Savarin alueen hulevesitarkastelussa kuvan 2 mukaista asemakaavaluonnokseen perustuvaa maankäyttöä täydennetään osayleiskaavan mukaisella maankäytöllä. 5 3.2 Valuma-alueet ja reitit Suunniteltu maankäyttö muuttaa merkittävästi kappaleessa 2.2 (liite 1) esitettyjä valuma-alueiden rajauksia, koska Ollilanoja käännetään selvitysalueen itäpuolelta Katajaojaan. Tulevaisuudessa nykyiseen selvitysalueella sijaitsevaan Ollilanojan uomaa tulee vain hulevesiä kun suurimmaksi osaksi luonnontilaiselta valuma-alueelta tulevat valumavedet johdetaan suoraan Katajaojaan. Lisäksi alustavien sadevesiviemärijärjestelyiden seurauksena muodostuu uusi pienvaluma-alue. Valuma-alueiden muuttumisen seurauksena virtaamat kasvavat erityisesti Katajaojassa paaluvälillä XX-XX. Toisaalta muutokset mahdollistavat tehokkaamman hulevesien hallinnan selvitysalueella. Uudet valuma-alueiden rajaukset esitetään liitteessä 2. 3.3 Valumat ja virtaamat 3.3.1 Maankäyttö Nykytilanne Maankäytössä ja valuma-alueissa tapahtuvien muutosten vuoksi valumia ja virtaamia tarkastellaan pääasiassa Katajaojan valuma-alueen mittakaavassa (tarkastelupiste Katajaojan ja Ollilanojan nykyisessä liitoskohdassa). Hulevesien hallintamenetelmät mitoitetaan kuitenkin pienvaluma-alueiden mukaisesti (liite 2). Maankäytön muutosten aiheuttaminen vaikutusten arvioimiseksi selvitysalueen ja Katajaojan valuma-alueen nykytilanteen mukaisesta maankäytöstä laadittiin karkea arvio ilmakuvien ja kartta-aineistojen perusteella. Nykytilanteeseen mukaisen maankäytön pinta-alat sekä pintavalunnan muodostumista kuvaavat valumiskertoimet esitetään selvitysalueen osalta taulukossa 1 ja Katajaojan valuma-alueen osalta taulukossa 2. Selvitysalue sisältyy taulukossa 2 esitettyihin Katajaojan arvoihin. Taulukko 1 Selvitysalueen nykyinen maankäyttö Maankäyttö Pinta-ala [ha[ Valumiskerroin Kaupan suuryksikkö 18 0.8 Teollisuusalue 4 0.5 Katu-alue 6 0.8 Pientaloalue 6 0.2 Pelto ja viheralueet 86 0.15 YHT 120 0.29 Taulukko 2 Nykytilanteen mukainen maankäyttö Katajaojan valuma-alueella Maankäyttö Pinta-ala [ha[ Valumiskerroin Kaupan suuryksikkö 18 0.8 Teollisuus 4 0.5 Katu-alue 6 0.8 Pientalo-alue 12 0.2 Pelto 162 0.15 Ojitettu metsä 2112 0.1 YHT 2314 0.11
Tuleva tilanne 6 Tulevan tilanteen tarkastelemiseksi Savarin alueen maankäyttösuunnitelmien ja osayleiskaavaluonnoksen perusteella laskettiin rakennettavien pintojen määrä ja näille määritettiin valumiskertoimet. Arvio tulevasta tilanteesta on esitetty selvitysalueen osalta taulukossa 3 ja Katajaojan valuma-alueen osalta taulukossa 4. Taulukko 3 Selvitysalueen maankäyttö suunnitellun maankäytön mukaisesti Maankäyttö Pinta-ala [ha[ Valumiskerroin Kaupan suuryksikkö 39 0.8 Katu-alue 10 0.8 Keskusta-alue [C] 28 0.7 Teollisuusalue [T-1] 19 0.5 Pientaloalue 5 0.2 Pelto 13. 0.15 Puisto 6 0.1 YHT 120 0.60 Taulukko 4 Tulevan tilanteen mukainen maankäyttö Katajaojan valuma-alueella Maankäyttö Pinta-ala [ha[ Valumiskerroin Kaupan suuryksikkö 39 0.8 Teollisuus 49 0.5 Keskusta-alue 26 0.8 Katu-alue 10 0.8 Pientalo-alue 27 0.2 Pelto 63 0.15 Ojitettu metsä ja muut 2100 0.1 YHT 2314 0.13 Katajaojan valuma-alueelle on suunniteltu uutta rakentamista noin 111 hehtaaria, mikä tarkoittaa vettäläpäisemättömien pintojen lisääntymistä noin 66 hehtaarilla. Suunnitellun maankäytön toteutuessa Katajaojan valuma-alueella muodostuvan pintavalunnan arvioidaan kasvavan noin 20 prosenttia nykytilanteen mukaisesta pintavalunnasta. Suurin osa suunnitellusta maankäytöstä sijoittuu selvitysalueelle, mikä nostaa selvitysalueen valumiskertoimen kaksinkertaiseksi nykytilanteesta. 3.3.2 Mitoitussade 3.3.2.1 Sateen kesto Mitoitussateen kestoajan valinta riippuu valuma-alueen suuruudesta. Sateen kestoajaksi valitaan pisin virtausaika, jonka hulevesivirtaama viipyy alueen äärimmäisestä osasta tarkastelu kohtaan (Katajaojan ja Ollilanojan risteys). Virtausajat voidaan arvioida keskimääräisten virtausnopeuksien avulla. Sateen kestoksi arvioidaan edellä esitetyn perusteella 9 tuntia. 3.3.2.2 Sateen toistuvuus Katajaojan kapasiteettitarkastelussa käytettävä ylivirtaama määritetään kerran 50 vuodessa toistuvan sateen perusteella, koska se toimii alueellisena purkureittinä. Sadevesiviemärit voidaan mitoittaa esimerkiksi kerran viidessä vuodessa toistuvan sadannan mukaisesti.
3.3.2.3 Sateen rankkuus Sateen rankkuus määrittää suurimman hetkellisen virtaaman. Sateen rankkuus riippuu kestoajasta ja esiintymistaajuudesta siten, että mitä lyhytkestoisempi ja harvemmin toistuva sade, sen suurempi rankkuus. 7 Nyt Katajaojalla on suuri valuma-alue ja suunniteltu maankäyttö sijoittuu ojan alajuoksulle. Tällöin suurimman virtaaman arvioidaan aiheutuvan pitkäkestoisen (8h) tasaisen sateen ja sen lopuksi tulevan rankemman jakson (1h) yhteisvaikutuksesta. Tällöin luonnontilaisilta alueilta ja kovilta pinnoilta muodostuva valunta aiheuttaa yhdessä suurimman virtaaman. Kappaleiden 3.3.2.1 ja 3.3.2.2 mukaiset mitoitussateen rankkuudet ja sademäärät esitetään taulukossa 5. Taulukko 5 Mitoitussateen rankkuudet Sateen kesto [h] 8 1 Rankkuus [ll/s*ha] 14,5 50,0 3.3.3 Sateen aiheuttama virtaama Edellä olevien kappaleiden perusteella määräytyvä kerran viidessäkymmenessä vuodessa toistuva mitoitusvirtaama Kataja- ja Ollilanojan risteyksessä esitetään taulukossa 6. Taulukko 6 Sateidena iheuttaman virtaaman muutos Kataojassa Nykytilanne Tuleva tilanne Mitoitusvirtaama [m3/s] 4,9 6,8 3.3.4 Lumen sulamisen aiheuttama virtaama Lumen sulamisen aiheuttamaa kerran viidessäkymmenessä vuodessa toistuvaa virtaamaa arvioidaan taulukossa 7. Taulukko 7 Lumen sulamisen aiheuttama virtaama Järvisyys [%] Lumen vesiarvo [mm] MHq [l/s*km2] HQ(1/50) Katajaoja 0,07 130 150 6,9 Taulukossa 7 esitetty lumen sulamisesta johtuva virtaama on sekä nykyisen että tulevan tilanteen mukainen. Sateiden aiheuttama HQ -arvo lähenee suunnitellun maankäytön seurauksena huomattavasti lumensulamisesta johtuvaa virtaamaa. Lumen sulaminen aiheuttaa kuitenkin suurimmat virtaamat Katajaojassa myös tulevaisuudessa. 4 KATAJAOJAN KAPASITEETTITARKASTELU 4.1 Yleistä Katajaojan vedenkorkeuksia on tarkasteltu matemaattisella HEC-RAS 4.0 (US Army Corps of Engineering, Hydrologic Engineering Centre) virtausmallilla, joka soveltuu tasaisen virtaaman laskentaan. 4.2 Mallin laadinta Vedenkorkeuslaskelmia varten Katajaojan uoma on mallinnettu Pyörreperältä ylävirtaan jaksolla, jonka pituus on noin XX kilometriä. Katajaojan uomasta laaditun virtausmallin
kuvaamiseen on käytetty yhteensä XX poikkileikkausta, jotka perustuvat mitattuihin tietoihin Lisäksi virtausmalliin on lisätty tiedot Katajaojassa sijaitsevista rummuista ja silloista. Lähtötiedot ja paalutus esitetään liitteessä X. Virtausmallissa on käytetty kirjallisuudesta saatavia karkeuskertoimen arvoja: Uoma, kasvillisuutta Tulva-alue; pensaita, pajuja ym. Rumpu; betonirumpu n=0,050 n=0,100 n=0,011 8 4.3 Mallin tulokset 4.4 Virhelähteet 5 HULEVESIEN HALLINTASUUNNITELMA Alueelliset hulevesien hallintamenetelmät sijoitetaan purkureittien yhteyteen, mutta kuitenkin erilleen Katajaojan uomasta. Näin niihin voidaan johtaa pelkästään selvitysalueen vettäläpäisemättömiltä pinnoilta tulevia hulevesiä, jolloin kapasiteetti saadaan hyödynnettyä paremmin. Menetelmät mitoitetaan siten, että tulevasta maankäytöstä huolimatta Katajaojan mitoitusvirtaama pysyy nykyisessä, taulukossa 6 esitetyssä tasossa. Tällöin niiden viivytyskapasiteetti saadaan riittäväksi myös sadevesiviemäreiden mitoituksessa käytettäville lyhyt kestoisille, mutta huomattavasti rankemmille sateille. Alueelliset hulevesien hallintamenetelmät on suunniteltu lähinnä hulevesien viivyttämiseen ja sitä myöten Katajaojassa esiintyvien, sateesta johtuvien ylivirtaamien pienentämiseen. Lumen sulamisesta tai pitkäkestoisista sateista johtuva virtaama ei aiheuta padotusta, joten tulvatasanteet ovat suurimman osan vuodesta kuivia. Tällöin menetelmien hulevettä puhdistava vaikutus voi jäädä vähäiseksi. Mitoituskuvat alueellisista hulevesien hallintamenetelmistä esitetään liitteissä 4, 5, 6 ja 7. Selvitysalueen hulevesien johtamisjärjestelyt esitetään liitteessä 3. Liitteessä esitetään myös Katajaojassa esiintyvät, lumensulamisesta johtuvat ylivirtaamat. Hulevesien hallintamenetelmien mitoitusvirtaamat ovat sateiden aiheuttamia. 5.1 Tontti- ja korttelikohtainen hulevesien hallinta Uusilla kaava-alueilla voidaan alueellisten hulevesien hallintamenetelmien lisäksi/sijasta edellyttää tontti- ja korttelikohtaista hulevesien hallintaa. Suurkaupan korttelialueilla on hulevesien viivyttämiseen käytetty esimerkiksi maanalaisia parkkipaikkojen alle toteutettavia viivytyskenttiä, jotka soveltuvat myös selvitysalueelle. Maanalaiset viivytysmenetelmät on yleensä liitetty sadevesiviemäriin.
Tontti- ja korttelikohtaisten viivytysmenetelmien huomiointi alueellisten hulevesien hallintamenetelmien mitoituksessa edellyttää kuitenkin varmuutta niiden toteutumisesta. Tontti- ja korttelikohtaisten hulevesien hallintamenetelmien toteutuminen voidaan varmistaa riittävillä asemakaavamääräyksillä. Tällöin alueellisten menetelmien viivytystilavuutta voidaan vähentää ja hulevesien hallinta ulottaa myös niille alueille, jonne ei ole mahdollista toteuttaa alueellisia hulevesien hallintamenetelmiä (Esim. alueet, jotka kuivatetaan useista purkupaikoista suoraan pääuomaan). 9 6 JOHTOPÄÄTÖKSET JA YHTEENVETO Katajaojan valuma-alueelle on suunniteltu uutta rakentamista noin 111 hehtaaria, mikä tarkoittaa täysin vettäläpäisemättömien pintojen lisääntymistä noin 66 hehtaarilla. Suurin osa suunnitellusta maankäytöstä sijoittuu selvitysalueelle. Suunnitellusta maankäytöstä huolimatta lumen sulaminen aiheuttaa Katajaojassa tulevaisuudessakin suurimmat virtaamat. Sateiden aiheuttama HQ -arvo lähenee kuitenkin huomattavasti lumen sulamisesta johtuvaa ylivirtaamaa. Ylivirtaamat eivät suunnitellun maankäytön toteutuessa kasva nykyisestä (tarkastelukohta Kataja- ja Ollilanojan risteys), mutta suuria virtaamia esiintyy yhtä todennäköisesti keväällä ja kesällä/syksyllä. Ollilanojan käännön seurauksena virtaamat kuitenkin kasvavat Katajaojassa paaluvälillä xx-xx. Maankäytön lisääntyessä nyt suunnitellusta tai valuma-alueella suoritettavien ojitusten seurauksena tilanne voi kuitenkin nopeastikin muuttua. Tästä syystä nykyisissä kaavaratkaisuissa tulisi varautua hulevesien viivyttämiseen, mikä edellyttää riittäviä tilavarauksia alueellisten hulevesien hallintamenetelmien ja niiden vaatimien rakenteiden toteuttamiseksi. Myös kaavan tulee mahdollistaa hulevesien hallintamenetelmien toteuttamisen. Hulevesien hallinnan kannalta paras ratkaisu on kuitenkin toteuttaa hulevesien hallintamenetelmät ennen niiden valuma-alueelle sijoittuvia maarakennustöitä, jolloin niitä voidaan käyttää myös rakentamisen aikaisen kuormituksen hallintaan. 7 LÄHTEET AIRIX Ympäristö Oy. Savarin alue. Asemakaavan muutos ja laajennus. 30.10.2009. FCG Suunnittelukeskus Oy. Maaperä- ja rakennettavuusselvitys. 2007. Ylivieskan keskustan osayleiskaava. Maaperä ja rakennettavuus. 164-C8812. FCG Suunnittelukeskus Oy. 2008. Ylivieska. Keskustan osayleiskaava. LUONNOS. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus. Kalajokilaakson osasto. 2003. Ollilanojan siirto. PPO-2003-4-10-311.
4
5
6
7