Kaupunkien valuntavesien huomioiminen aluesuunnittelussa Kaupunkien valuntavesien Heikki Setälä huomioiminen Ja URCA-konsortio aluesuunnittelussa Heikki Setälä ja URCA-konsortio
SA:n johtoryhmän kysymys: "Miten suunniteltu Keskuspuistoon rakentaminen vaikuttaa Helsingin merialueen virkistyskäyttöön?" Tutkimme ongelman syytä, emme seurausta ongelman ytimeen tarttuminen osataan tehdä parantavia toimenpiteitä Johtoryhmän kysymys jalostuu kysymykseksi: MIKSI säilyttää keskuspuisto mahdollisimman luonnonmukaisena? Liittyy niihin ekosysteemipalveluihin joita Keskuspuisto tuottaa kestävyyden ja viihtyvyyden parantamiseksi
Kaupungistuminen - mikä mättää? 25 1) Veden volyymi; kiertokulun muutokset Luonnontilainen Kaupungistunut (62% läpäisemätöntä pintaa) 20 Virtaama (l/s/ha) 15 10 Kaupungistuminen: Suurempi hulevesien määrä Nopeat virtaaman muutokset Korkeat ylivirtaamat Läpipaskoisuus 5 0 6:00 10:48 15:36 20:24 1:12 6:00 10:48 Aika (HY, Valtanen & Setälä, hulevesien mittauksia kesäaikaan Lahden Paavolasta ja Kytölästä) Luonnon oma kiertotalous jumissa Vesi kuljettaa saastukkeet vesistöihin jonne ne eivät kuulu
2) Mitä kaupungista vuotaa? - Rehevöittävät Ravinteet VUOSIKUORMITUS, kg/km² 100 80 Kokonaisfosfori 60 40 20 0 1200 1000 800 Keskusta 89 % Keskusta 62 % Pientaloalue 19% Metsä Pelto Kokonaistyppi 600 400 200 0 Keskusta 89 % Keskusta 62 % Pientaloalue 19% Metsä Pelto (Lahden kaupunkialueet: Valtanen, Sillanpää, Setälä 2014; Lahden metsäalue: Valtanen, Setälä 2015; Pelto: Vuorenmaa et al. 2002, Granlund et al. 2005, Kortelainen et al. 2006, Mattsson et. al. 2006, Puustinen et al. 2007)
Mitä kaupungista vuotaa? - Kinkkinen Kiintoaines (tonnitolkulla) VUOSIKUORMITUS, kg/km² 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Kiintoaines - Suurin osa saastukkeista kulkee kiintoaineen mukana - Samentava vaikutus Keskusta 89 % Keskusta 62 % Pientaloalue 19% Metsä Pelto (Lahden kaupunkialueet: Valtanen, Sillanpää, Setälä 2014; Lahden metsäalue: Valtanen, Setälä 2015; Pelto: Puustinen et al. 2007)
Mitä kaupungista vuotaa? - Myrkylliset Metallit (kilokaupalla) VUOSIKUORMITUS, kg/km² 4 3 2 Lahti Keskusta 89 % Lahti Keskusta 62 % Lahti Pientaloalue 19% 1 0 60 50 40 30 20 10 0 Cr Ni Pb Zn (Valtanen, Sillanpää, Setälä 2014) Lahti Keskusta 89 % Lahti Keskusta 62 % Lahti Pientaloalue 19% Cu Mitä enemmän läpäisevää (viheralueet) pintaa sitä vähemmän metalleja poistuu vesistöihin
Miten haitallisia ovat kaupungin aineet? µg/l 300 250 200 150 100 50 0 Kokonais-fosfori Kokonaisfosfori Metsä Pientaloalue 19 % Keskusta 62 % Keskusta 60 % Asuinalue 35 % Forsforin, kiintoaineen ja kuparin keskimääräisiä pitoisuuksia Lahti Helsinki mg/l 400 300 200 100 0 Kiintoaine Kiintoaines Metsä Pientaloalue 19 % Keskusta 62 % Keskusta 60 % Asuinalue 35 % Lahti Helsinki Korkea pitoisuus Keskitasoinen pitoisuus vaatii käsittelyä (Stockholm Vatten, 2000) 50 40 Kupari Kupari µg/l 30 20 10 0 Metsä Pientaloalue 19 % Keskusta 62 % (Lahden kaupunkialueet: Valtanen, Sillanpää, Setälä 2014; Lahden metsäalue: Valtanen, Setälä 2015; Helsingin alueet: Taka, Setälä 2015)
Case Keskuspuisto NYT VISIO 2050 Haaganpuron valuma-alue 10.8 km 2, purkaa Pikku- Huopalahteen Sisääntuloväylät kaupunkibulevardeiksi Kantakaupunkimaista rakentamista, tiiviit korttelit
Mitä huomioida aluesuunnittelussa? kukkasia/hukkasia WORST CASE Vesi koetaan haittana: Vesien nopea poisjohtaminen sellaisenaan, tiivis rakentaminen ja tiivis viemäriverkosto johtaa aineiden poishuuhtoutumiseen alueelta, vie mukanaan mm. tiesuolaa, metalleja ym. käytännössä: Tulvat (jos huono suunnittelu), vesivahingot, vesistön saastuminen Ei huomioida rakentamisvaiheen valuntaa Ongelma siirretään muualle, paikallinen ekosysteemi vuotaa ja köyhtyy
BEST CASE Luonnonmukaistaminen Valuma-aluenäkökulma + tutkimustulokset: miten valuntaa syntyy, mitä huuhtoo mukanaan Luomus.fi Ehkäistään hulevesien synty: Läpäisevät pinnat myös läpäisemättömien yhteydessä Käytännössä: Huolehditaan vesien pidättymisestä alueella, monipuoliset ratkaisut. Isoja vesimassoja seisautetaan tai imeytetään. Vantaa.fi Hyödyt: Vesi on resurssi, miten hyödyntää alueella? Taloudelliset säästöt Aineiden ja veden kierto valuma-alueen sisällä: Keskuspuisto toimii parhaimmillaan kuin jäteveden puhdistamo
Kaupunkialueiden paineet Vedenlaatuongelmat Haitta-ainekuormat, shokit Kuivuus, tulvat Pohjaveden väheneminen Talvenaikainen valunta Ratkaisuna Tutkimukseen perustuva osaaminen Paikallistason suunnittelu Huleveden ehkäiseminen imeytys ja käyttö alueella puhdistaminen alueella Vesiolosuhteiden luonnontilaistaminen Vesi osaksi maisemaa ja kaupunkia Perustelu mm. taloudellisella arvottamisella 1 ha viheraluetta = 300 000
Mallintaminen toimii työkaluna + + Korkeusmalli Hulevesiverkosto Maankäyttö = Laskettu hulevesivirtaama Extrapoloidaan hulevesien virtaamaa ja haitta-ainekuormitusta monitoroimattomille alueille Mallinnetaan erilaisia skenaarioita valuma-alueille, esim. miten läpäisemättömän pinnan määrä, sateisuus tai ekosysteemipalvelut muuttavat hulevesikuormaa
Ratkaisu? VIHERKATOT vähentävät huleveden määrää: vuositasolla lähes 70 % sateesta pidättyy Etelä-Suomen ilmastossa
Viherkatot auttavat estämään kaupunkitulvia Itä-Pasilan valuma-alueen (24 ha) katoilta (4.7 ha) virtaava vesi (m 3 ) elokuun 2015 ukkosmyrskyssä* kun eri määrille katoista on perustettu kasvillisuuskatto: Jos puolet katoista viherkattoja Viherkattojen osuus kattopinta-alasta: Ravinnevuodot viherkattojen ongelmana
Kaupungit sijoittuneet vesistöjen äärelle megatrendi maankäytön muutokset vesialueiden hyvinvointi tutkimukseen perustuvat työkalut kaavoittajien ym. käyttöön Kuva: K. Kuoppamäki (toukokuu 2010)
URCA-konsortio Marjo Valtanen, HY, Ymp.tiet laitos Kirsi Kuoppamäki, HY, Ymp. Tiet. laitos Heikki Setälä, HY, Ymp.tiet. laitos Olli Ruth, Geotiet. ja Maantiet. laitos Maija Taka, HY, Geotiet. ja Maantiet. laitos Teemu Kokkonen, Aalto Yo, Yhdyskunta ja Ymp.tekn. laitos Lassi Warsta, Aalto Yo, Yhdyskunta ja Ymp.tekn. laitos Tero Niemi, Aalto Yo, Yhdyskunta ja Ymp.tekn. laitos Dmitri Moisseev, HY, Fysiikan laitos Brandon Hickman, HY, Fysiikan laitos
Hulevesien biosuodatus sadevesipuutarhat Pidättävät hyvin pintakerroksiinsa monia kaupunkiperäisiä aineita, kuten metalleja vievät vähän tilaa, n. 5 % valuma-alueestaan. Tuovat vihreyttä kaupunkiin Ei huolta pysyvätkö kosteana vai kuivana, kasvisto kestää molempia! -> luotettava erilaisissa olosuhteissa! Heikki Setälä Biosuodatus kylmässä ilmastossa huleveden haitta-ainekuormasta pidättynyt (% ) NO3 PO4 Zn Cu 22 96 92 91 (HY, Valtanen, Sillanpää, Setälä 2010) http://www.lid-stormwater.net/bioretention/biohighres_home.htm http://www.lidstormwater.net/bioretention/biohighres_home.htm (City of Maplewood 2010)
Mutta viherkatot vuotavat ravinteita biohiili auttaa Fosforikuormitus viherkatto