Halimasjärven hydrologinen selvitys Vaihe 1 LUONNOS 4.12.2003 Pyhäjärvenkatu 1 33200 TAMPERE Puhelin (03) 2235 035 Telefax (03) 2238 804 www.etunimi.sukunimi@suunnittelukeskus.fi
Halimasjärven hydrologinen selvitys Vaihe 1 Sisältö: 1 JOHDANTO 1 1.1 SELVITYKSEN LÄHTÖKOHDAT JA TAVOITTEET 1 1.2 SELVITYKSEN ORGANISAATIO 2 1.3 KÄSITTEITÄ JA TAUSTAA 2 2 SELVITYSALUE JA SEN NYKYTILA 3 2.1 SELVITYSALUE 3 2.2 HALIMASJÄRVEN LUONNONSUOJELUALUE 4 2.3 HALIMASJÄRVEN NYKYTILA 4 2.4 RAVINNE- JA KIINTOAINEKUORMITUS NYKYTILANTEESSA 5 2.4.1 Ravinnekuormitus 5 2.4.2 Kiintoainekuormitus 5 3 MAANKÄYTÖN AIHEUTTAMAT MUUTOKSET VALUNNAN MÄÄRÄSSÄ JA LAADUSSA 6 3.1 RAKENNEMALLIVAIHTOEHDOT 6 3.2 SYNTYVIEN HULEVESIEN MÄÄRÄ JA LAATU 7 3.2.1 Hulevesimäärät ja muutokset valunnassa 7 3.2.2 Halimasjärveen kohdistuva epäpuhtauskuormitus 10 3.3 KUORMITUKSEN JAKAUTU MINEN 13 4 HULEVESIKUORMITUKSEN VAIKUTUKSET 14 4.1 YLEISTÄ 14 4.2 VAIKUTUKSET HALIMASJÄRVEN LUONNONSUOJELUALUEEN SUOJELUARVOIHIN 14 4.3 VAIKUTUKSET JÄRVEN VEDEN LAATUUN JA EKOLOGIAAN 15 5 TOIMENPITEET JA SUOSITUKSET HAITALLISTEN VAIKUTUSTEN EHKÄISEMISEKSI 15 5.1 LUONNONSUOJELUALUEESEEN KOHDISTUVIEN VAIKUTUSTEN EHKÄISEMINEN 15 5.2 HALIMASJÄRVEEN KOHDISTUVIEN VAIKUTUSTEN EHKÄISEMINEN 15 5.3 TOIMENPITEIDEN TEHOKKUUS 17 6 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET 18
LIITTEET: Liite 1. Liite 2. Liite 3. Kartta osavaluma-alueista sekä päävalumareiteistä Kartta ehdotetuista hulevesien hallintatoimista Halimasjärven luonnonsuojelualueen kasvillisuusvyöhykkeet
1 1 JOHDANTO 1.1 Selvityksen lähtökohdat ja tavoitteet Tampereen kaupunki ja Kangasalan kunta laativat yhteistä maankäytön rakennesuunnitelmaa Tampereen ja Kangasalan rajalla sijaitsevasta Ojalan- Lamminrahkan alueesta. Rakennesuunnitelmalla halutaan tutkia maankäyttöä kokonaisuutena ja edistää maankäytön sovittamista yhteen kuntarajan kummallakin puolella. Myös kaikki maankäytön suunnitteluun tarvittavat selvitykset, kuten luontoselvitykset ja vaikutusten arvioinnit, voidaan tehdä yhdessä. Rakennesuunnittelualue on esitetty kuvassa 1. Tämän työn tarkoituksena on selvittää Tampereen kaupungin ja Kangasalan kunnan rajaseudulla käynnistettyjen yhteissuunnitteluna toteutettavien Lamminrahkan ja Ojalan osayleiskaavojen vaikutukset Halimasjärven luonnonsuojelualueen vesitalouteen. Selvityksessä tarkastellaan Halimasjärven valumaaluetta, josta järven pohjois- ja itäpuolella sijaitseva luonnonsuojelualue muodostaa osan. Osa selvitysalueesta sijaitsee Tampereen kaupungin ja osa Kangasalan kunnan puolella. Halimasjärvi luonnonsuojelualueineen sijaitsee kokonaisuudessaan Tampereen kaupungin puolella. Työ on tarkoitus toteuttaa kaksivaiheisena. Ensimmäisessä vaiheessa, jota tämä raportti käsittelee, kartoitetaan selvitysalueen nykytila sekä tehdään suuntaa-antava tarkastelu maankäytön vaikutuksista Halimasjärven vesitalouteen sekä luonnonsuojelualueeseen rakennemallien pohjalta. Tarkastelulla pyritään vertailemaan eri vaihtoehtojen Halimasjärveen sekä luonnonsuojelualueen luontoarvoihin kohdistamia kielteisiä vaikutuksia ja antamaan ohjeita osayleiskaavaluonnosta varten. Ensimmäisen vaiheen tulosten perusteella ratkaistaan myös, onko tarvetta toteuttaa työn toista vaihetta. Mikäli tarvetta ilmenee, työn toinen vaihe toteutetaan osayleiskaavojen luonnosvaiheessa ja sen tarkoituksena on tarkastella syntyvien hulevesien määrää ja laatua tarkempien maankäyttösuunnitelmien pohjalta sekä tehdä esitys rakennetuilla alueilla syntyvien hulevesien määrän ja laadun hallinnasta Halimasjärven luonnonsuojelualueen luontoarvoihin kohdistuvien kielteisten vaikutusten minimoimiseksi. Kuva 1. Ojalan-Lamminrahkan rakennesuunnittelualue
2 1.2 Selvityksen organisaatio 1.3 Käsitteitä ja taustaa Tämä selvitys tehtiin konsulttityönä Suunnittelukeskus Oy:n Länsi-Suomen aluetoimistossa Tampereella, jossa selvitystyöhön osallistuivat dipl.ins. Perttu Hyöty, biologi FM Marja Nuottajärvi sekä dipl.ins. Satu Lehtikangas. Työn tilaajina sekä yhteyshenkilöinä toimivat Kangasalan kunnasta kaavoitusarkkitehti Markku Lahtinen sekä Tampereen kaupungilta kaavoituspäällikkö Veikko Vänskä. Hulevesillä tarkoitetaan rakennetuilta alueilla muodostuvaa, sade- tai sulamisvesien aiheuttamaa pintavaluntaa. Luonnontilaisia alueita rakennettaessa veden normaali kiertokulku häiriintyy johtuen luontaisen kasvillisuuden sekä vettä pidättävän maan pintakerroksen poistamisesta, painanteiden tasaamisesta ja heikosti vettä läpäisevien pintojen rakentamisesta, jotka kaikki vähentävät veden imeytymismahdollisuuksia maaperään ja nopeuttavat pintavaluntaa. Lisääntynyt ja nopeutunut pintavalunta taas huuhtoo valumapinnoilta mukaansa enemmän erilaisia epäpuhtauksia. Tästä voi seurata useita ongelmia, kuten vesistöihin kohdistuvan epäpuhtauskuormituksen kasvua, eroosiota purkuuomissa, pohjavedenpinnan alenemista sekä kasvien ja eläinten elinolojen huononemista 1. Hulevedet on perinteisesti koottu ojilla ja sadevesiviemäreillä ja johdettu pois rakennetuilta alueilta mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti kosteuden aiheuttamien haittojen ehkäisemiseksi. Tämä ei kuitenkaan ole kestävä ratkaisu, vaan hulevesien aiheuttamien haitallisten vaikutusten ehkäisemiseksi hulevesien määrää ja laatua tulisi kontrolloida siten, että veden kiertokulku alueella rakentamisen jälkeen olisi mahdollisimman paljon luonnontilaisen kaltainen. Hulevesien hallinnan tulisi pyrkiä säilyttämään rakennettavien alueiden vesitase eli sadannan, valunnan, haihdunnan ja varastoitumisen suhde rakentamista edeltäneellä tasolla. Keinoja hulevesien hallintaan ovat mm. päällystettyjen pintojen minimoiminen syntyneiden hulevesien imeyttäminen maaperään epäpuhtauksien vähentäminen hulevesistä suodattamalla, laskeuttamalla ja kasvillisuuden avulla hulevesien viivyttäminen, eli pintavalunnan jakaminen pitkälle ajanjaksolle 1 US EPA. 1999. Preliminary data summary of urban storm water best management practices. EPA-821-R-99-012. Washington D.C.
3 2 SELVITYSALUE JA SEN NYKYTILA 2.1 Selvitysalue Selvitys kohdistettiin Tampereen kaupungin ja Kangasalan kunnan alueilla sijaitsevaan Halimasjärven valuma-alueeseen, jonne myös Halimasjärven luonnonsuojelualue sijoittuu. Halimasjärvi sekä luonnonsuojelualue sijoittuvat kokonaisuudessaan Tampereen kaupungin puolelle. Halimasjärven valuma-alue on jaettavissa kahteen osavaluma-alueeseen, Luonnonsuojelualueen osavalumaalueeseen ja Ollinojan osavaluma-alueeseen, joilla molemmilla on omat purkukohtansa Halimasjärveen. Selvitysalue on esitetty kuvassa 2. Kuva 2. Halimasjärven valuma-alue sekä luonnonsuojelualue Halimasjärven valuma-alue on pinta-alaltaan 339 hehtaaria ja se on lähes täysin luonnontilassa. Valuma-alue on pinnanmuodoiltaan vaihtelevaa, alueella on useita soita ja kosteikkoja sekä avokallioita. Maaperä on pääosin moreenia ja kalliota. Valuma-alueen suot on pääosin ojitettu.
4 2.2 Halimasjärven luonnonsuojelualue 2.3 Halimasjärven nykytila Halimasjärven luonnonsuojelualue on perustettu lääninhallituksen päätöksellä 146/A231 1.6.1988. Alueen pinta-ala on 14,5 hehtaaria ja sen rajaukseen kuuluu suuri osa Halimasjärven rantavyöhykkeestä, kaksi pientä luonnontilaista suota, kallioalueita jyrkänteineen, puroja, lähde, siirtolohkareita, lehtomainen kuusimetsikkö sekä rehevä lehto. Kasviston suojeluarvon kanalta merkittävin on lehtojensuojeluohjelmassa maakunnallisesti arvokkaaksi mainittu monilajinen lehtoalue. Kalliokasvien esiintyminen lisää alueen suojeluarvoa ja merkitystä, samoin pohjoista kasvistoainesta edustavan ruohokanukan esiintyminen alueella. Muuta huomionarvoista lajistoa ovat mäkivirvilä (alueellisesti uhanalainen Tampereen pohjoisosissa), lehtoimikkä (rauhoitettu, myyntiin kerääminen kielletty) ja kaiheorvokki (Suomen erityisvastuulaji). Arvokkain imikkä lehtoorvokkityypin (PuViT) lehtoalue sijoittuu järven pohjoispuoliseen etelään lounaaseen laskevaan rinteeseen. Arvokasta kalliokasvillisuutta sijaitsee järven pohjois- ja itäpuolisilla kallioisilla lakialueilla. Halimasjärven pinta-ala on 4,1 hehtaaria ja sen suurin syvyys on 13 metriä. Arvioidaan Halimasjärven keskimääräiseksi syvyydeksi kolme metriä, jolloin järven tilavuudeksi saadaan 123 000 m 3. Halimasjärvi on luonnontilaisena säilynyt kantakaupungin järvi, jolla on virkistyskäyttöarvoa (luontopolku, uimapaikka). Keskimääräinen virtaama Halimasjärvessä saadaan valuma-alueen pinta-alan ja arvioidun kokonaisvalunnan perusteella. Arvioidaan kokonaisvalunnan suuruudeksi 40 % vuotuisesta sadannasta (keskivalunta 6,3-9,5 l/ s*km 2 Suomen eteläosissa 2 ) eli 7,2 l/s*km 2. Tällöin virtaamaksi saadaan: 3,39 km 2 * 7,2 l/s*km 2 = 24,4 l/s (769 478 m 3 /a). Virtaaman ja järven tilavuuden perusteella veden viipymäksi järvessä saadaan: V/Q = 123 000 m 3 / 24,4 * 10-3 m 3 /s = 58 d. Viipymä Halimasjärvessä on lyhyt, alle kaksi kuukautta, mikä korreloi hyvin järven pienen koon ja valuma-alueen suuruuden kanssa. Vesi vaihtuu järvessä nopeasti ja tulevan veden laadun vaihtelut näkyvät myös järvessä pian. Toisaalta hetkelliset tulovirtaaman mukana tulevat epäpuhtaudet poistuvat järvestä nopeasti. Tampereen kaupungin ympäristövalvonta on seurannut Halimasjärven tilaa useiden vuosien ajan ja tutkimustuloksia veden laadusta on saatavilla 1990- luvun alusta saakka. Tutkimustuloksia tarkastellessa voidaan havaita, että Halimasjärvi on lievästi rehevä järvi, jonka alemmissa kerroksissa (8-12 m) voidaan havaita selvää happivajetta sekä kesällä että talvella suoritettujen määritysten perusteella. Hapettomuudesta johtuen alusvedessä on suuria määriä pohjasedimentistä vapautunutta liukoista rautaa ja fosforia. 2 Sovellettu hydrologia. 1986. Vesiyhdistys ry. Mänttä
5 2.4 Ravinne- ja kiintoainekuormitus nykytilanteessa 2.4.1 Ravinnekuormitus Arvioidaan nykytilanteessa Halimasjärven valuma-alueelta järveen kohdistuvan ravinnekuormituksen suuruutta pintaveden ravinnepitoisuuksien perusteella. Pintaveden fosforipitoisuus on vaihdellut välillä 15-30 µg/l keskiarvon ollessa 25 µg/l ja typpipitoisuuden keskiarvon ollessa noin 750 µg/l. Tulevan ravinnekuorman laskennassa käytetään järvien ainetasetarkasteluun käytettäviä Vollenweiderin 3 ja Canfield-Bachmanin 3 malleja. Em. malleja käyttäen Halimasjärveen tulevaksi fosforikuormitukseksi saadaan noin 24,7 kg/a. Tällöin tulevan veden fosforipitoisuus on 0,032 mg/l, eli noin kymmenesosa asuinalueilta tulevan huleveden keskimääräisestä fosforipitoisuudesta. 2.4.2 Kiintoainekuormitus Nykytilanteen typpikuormitus voidaan myös laskea ainetasemallien avulla, mutta koska typpi esiintyy lähes täysin liukoisessa muodossa, voidaan sedimentaatio jättää pois laskuista, jolloin voidaan ajatella tulevan veden typpipitoisuuden olevan saman kuin pintavedenkin, jolloin typpikuormaksi saadaan 577 kg/a. Tulevan veden typpipitoisuus on tällöin 0,75 mg/l, eli noin kolmasosa asuinalueilta tulevan huleveden keskimääräisestä typpipitoisuudesta. Nykytilanteen mukainen kiintoainekuormitus ei ole yhtä helposti laskettavissa, koska Halimasjärven vedenlaatua tutkittaessa kiintoainepitoisuutta ei ole määritetty. Kirjallisuudessa on esitetty arvoja keskimääräiselle kiintoaineskuormitukselle: esim. Väisänen et. al. totesivat selvityksessään 4, että luonnontilaisilta alueilta tulevan veden kiintoainepitoisuus on keskimäärin 1-5 mg/l ja että ojitetuilta alueilta tulevan kiintoaineen määrä voi olla jopa 8000 kg/km 2 * a. Lisäksi selvityksessä todettiin, että yleinen suhde fosforikuorman ja kiintoainekuorman välillä on 1:1000, eli grammassa kiintoainetta on milligramma fosforia. Halimasjärven valuma-alue on luonnontilainen mutta osin ojitettu. Lasketaan Halimasjärveen tuleva vuotuinen kiintoainekuormitus oletuksella, että valuma-alueelta tuleva kiintoainemäärä on 8000 kg/km 2 * a, jolloin kuormitukseksi saadaan 27,1 t/a. Tällöin lasketun fosforikuorman ja kiintoainekuorman suhde on mainittu 1:1000 ja tulevan veden kiintoainepitoisuus olisi noin 35 mg/l, mikä on noin viidesosa asuinalueilta tulevan huleveden keskimääräisestä kiintoainepitoisuudesta. 3 Frisk, T. Sovellettu limnologia. Tampereen teknillinen korkeakoulu, ympäristö- ja energiatekniikan osasto. 4 Väisänen et al. 2001. Metsätalous ja vesistöjen kunnostaminen. Taloudellinen arviointi järvikunnostuskustannusten perusteella. Alueelliset ympäristöjulkaisut 230. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus. Oulu.
6 3 MAANKÄYTÖN AIHEUTTAMAT MUUTOKSET VALUNNAN MÄÄRÄSSÄ JA LAADUSSA 3.1 Rakennemallivaihtoehdot Tässä selvityksessä tarkasteltiin kahta 28.8.2003 päivättyä maankäyttövaihtoehtoa, vaihtoehtoja 1 ja 3b, jotka ovat maankäytön minimi- ja maksimivaihtoehdot. Vaihtoehdot ovat samankaltaiset Tampereen puoleiselle Ojalan alueelle sijoittuvan maankäytön osalta, mutta poikkeavat toisistaan merkittävästi Halimasjärven valuma-alueelle pääasiassa sijoittuvan Lamminrahkan maankäytön osalta. Vaihtoehdossa 1 Lamminrahkan alue on pientalo- ja rivitalovaltaista arvioidun asukasmäärän ollessa Lamminrahkan osalta noin 2500 henkilöä, kun taas vaihtoehdossa 3b alueelle on osoitettu paljon kerrostalo- ja keskustatoimintojen rakentamista arvioidun asukasmäärän ollessa Lamminrahkan osalta noin 6000 henkilöä. Molemmissa tapauksissa Halimasjärven valuma-alueelle sijoittuu myös jonkin verran teollisuustoimintojen alueita. Halimasjärven valuma-alueelle eri vaihtoehdoissa osoitettu maankäyttö on esitetty kuvissa 3 ja 4. Kuva 3. Halimasjärven valuma-alueelle rakennemallissa 1 sijoittuva maankäyttö.
7 Kuva 4. Halimasjärven valuma-alueelle rakennemallissa 3b sijoittuva maankäyttö. 3.2 Syntyvien hulevesien määrä ja laatu 3.2.1 Hulevesimäärät ja muutokset valunnassa Rakennemallien mukaisesta maankäytöstä aiheutuvien hulevesimäärien selvittämiseksi arvioitiin ensin hulevettä muodostavien pintojen pinta-ala. Asuinalueiden, palvelutoimintojen alueiden sekä keskusta-alueiden kohdalla apuna käytettiin Tampereen kantakaupungin yleiskaavan korttelikaavioita 6-13 5. Teollisuusalueiden ja liikennealueiden kohdalla huomioitiin koko alueen pinta-ala. Eri rakennemallivaihtoehtojen mukaiset pinta-alat Halimasjärven valuma-alueen osalta on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1. Hulevettä muodostavien pintojen pinta-alat eri vaihtoehdoilla. Pinta-ala [ha] VE 1 VE 3b Päällystetyn pinnan määrä (kadut, p-alueet etc.) 17,5 30,0 Kattopinta-ala 9,8 12,6 Teollisuusalueet 22,6 22,6 Kadut ja tiet 5,15 6,46 Päällystämättömät alueet (leikkikentät, rakennetut viheralueet) 83,5 70,7 Yhteensä 138,5 143,8 5 Tampereen kaupunki, Yleiskaavaosasto ja Suunnittelukeskus Oy. 1993. Nurmi, Sorila, Aitoniemi Kaavatalousselvitys.
8 Erilaisille pinnoille määritettiin kirjallisuuden perusteella 6,7 valumiskertoimet, jotka osoittavat mikä osuus sadannasta ja sulamisvesistä muodostuu hulevesivalunnaksi ko. pinnalla. Käytössä oli kolmenlaisia valumiskertoimia, joilla kuvattiin huleveden muodostumismäärien vaihtelua: F max ja F min kuvasivat vaihteluväliä tilanteessa, kun käytössä on tavallinen sadevesiviemäröinti, eikä erityisiä toimia hulevesien määrän vähentämiseksi ole tehty. F rajoitettu kuvaa tilannetta, jossa hulevesien muodostumista on pyritty aktiivisesti vähentämään esimerkiksi vettä läpäiseviä päällysteitä käyttämällä ja huleveden imeytysratkaisuja toteuttamalla. Eri pintojen valumiskertoimet on esitetty taulukossa 2. Taulukko 2. Erilaisille pinnoille määritetyt valumiskertoimet. Valumiskerroin F max F min F rajoitettu Päällystetyt pinnat 0,7 0,5 0,4 Kattopinnat 0,9 0,7 0,4 Teollisuusalueet 0,6 0,4 0,3 Tiet ja kadut 0,9 0,7 0,5 Päällystämättömät pinnat 0,3 0,2 0,1 Rakennemallien mukaisen maankäytön aiheuttama hulevesivirtaama laskettiin pinta-alojen ja valumiskertoimien perusteella käyttäen keskimääräistä sadantaa 18 l/s*km 2. Hulevesivirtaamat eri vaihtoehdoilla on esitetty taulukossa 3. Taulukko 3. Rakennetuilla alueilla muodostuvat hulevesivirtaamat Hulevesivirtaama Q [l/s] Q max Q min Q rajoitettu Vaihtoehto 1 11,6 8,1 5,2 Vaihtoehto 3b 13,3 9,4 6,2 6 RIL 93 Vesihuolto. 1973. Suomen rakennusinsinöörien liitto. Helsinki. 374 s 7 Larm, T. 1994. Dagvattnets sammansättning, recipientpåverkan och behandling. Svenska vatten- och avloppsvattenföreningen, VAV. VAforsk Rapport 1994:6
9 Rakennetuilta alueilta tulevaan hulevesivirtaamaan lisättiin luonnontilaisilta alueilta tulevat vesimäärät kokonaispintavalunnan selvittämiseksi. Maankäytön aiheuttamat muutokset kokonaispintavalunnassa on esitetty kuvassa 5. Halimasjärven valuma-alueella muodostuva pintavalunta 18 16 15,2 16,8 14 12 10 8,8 9,9 Ei huleveden määrän hallintaa (Q max) Huleveden rajoitettu muodostuminen (Q rajoitettu) 8 6 6,1 6,1 Nykytilanne 4 2 0 Vaihtoehto 1 Vaihtoehto 3b Kuva 5. Pintavalunta Halimasjärven valuma-alueella. Kuten kuvasta 5 voidaan nähdä, pintavalunnan voi kasvaa merkittävästi maankäytön johdosta, mikäli mitään toimia hulevesien muodostumisen ehkäisemiseksi tehdä. Pintavalunnan moninkertaistuminen ei kuitenkaan tarkoita sitä, että Halimasjärven virtaama kasvaisi samassa suhteessa, vaan keskimääräinen virtaama kasvaisi arviolta 25 % ollen maankäytön toteutuessa tarkastellussa laajuudessa noin 31 l/s.
10 3.2.2 Halimasjärveen kohdistuva epäpuhtauskuormitus Teoreettinen kuormitus Halimasjärveen nykytilanteessa kohdistuvaa ravinne- ja kiintoainekuormitusta on käsitelty kappaleessa 2.4. Rakennemallien mukaisen maankäytön toteutuessa kuormitus tulee kasvamaan selvästi, koska pintavalunnan määrä kasvaa, jolloin epäpuhtauksia huuhtoutuu tehokkaammin valunnan mukaan, mikä lisäksi rakennetuilla alueilla valumapinnoille kertyy enemmän epäpuhtauksia kuin luonnontilaisille alueille. Halimasjärveen maankäytön toteutuessa kohdistuva kuormitus koostuu rakennetuilta alueilta tulevasta hulevesien aiheuttamasta kuormituksesta sekä luonnontilaisilta alueilta tulevasta kuormituksesta. Luonnontilaisilta alueilta maankäytön toteutuessa tulevan kuormituksen suuruus arvioitiin jäljellä olevien alueiden pinta-alan ja nykytilanteen kuormituksen perusteella. Rakennetuilta alueilta tuleva hulevesikuormitus laskettiin käyttäen kappaleessa 3.2.1 taulukossa 3 esitettyjä virtaamia sekä keskimääräisiä huleveden epäpuhtauspitoisuuksia 8, jotka on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4. Huleveden keskimääräiset epäpuhtauspitoisuudet. Typpi (N) Fosfori (P) Kiintoaine (SS) [mg/l] [mg/l] [mg/l] Pitoisuus hulevedessä 2,0 0,3 200 Todellinen kuormitus Teoreettinen hulevesikuormitus ei sellaisenaan kohdistu Halimasjärveen, vaan veden kulkeutuessa ojia sekä suoalueita pitkin osa epäpuhtauksista poistuu ilman erillisiä käsittelytoimenpiteitäkin. Luonnolliseksi vähenemäksi on arvioitu noin 50 % kiintoaineen sekä fosforin kohdalla ja noin 20 % typen kohdalla. Mikäli hulevettä (ja muuta pintavaluntaa) kuitenkin käsiteltäisiin esimerkiksi laskeutuslammikoilla ja kosteikoilla, voitaisiin epäpuhtauksien poistossa päästä parempiin tuloksiin. Käsittelyllä saavutettavaksi vähenemäksi on arvioitu 80 % kiintoaineen kohdalla, 70 % fosforin kohdalla sekä noin 30 % typen kohdalla perustuen kirjallisuudessa esitettyihin arvoihin 9. Typen poistaminen on vaikeampaa kuin muiden epäpuhtauksien, koska se esiintyy suurimmaksi osaksi liukoisina yhdisteinä, joiden poistaminen tapahtuu biologisten prosessien kautta, mikä rajoittaa puhdistustoiminnan kasvukauden ajalle. Kuvissa 6-8 on esitetty arvio Halimasjärveen kohdistuvasta todellisesta kuormituksesta molemmilla maankäyttövaihtoehdoilla silloin, kun hulevettä ei erikseen käsitellä sekä käytettäessä kosteikkoja, lammikoita tms. menetelmiä. 8 Larm, T. 1994. Dagvattnets sammansättning, recipientpåverkan och behandling. Svenska vatten- och avloppsvattenföreningen, VAV. VAforsk Rapport 1994:6 9 US EPA. 1999. Preliminary data summary of urban storm water best management practices. EPA-821-R-99-012. Washington, DC.
11 Halimasjärveen kohdistuva typpikuormitus [kg/a] Ei huleveden määrän hallintaa (Q max) 1200 Huleveden rajoitettu muodostuminen (Q rajoitettu) 1000 934 861 Nykytilanne 1003 920 800 600 610 647 608 577 577 577 577 577 400 200 0 VE 1, ei käsittelyä VE 1, käsittely VE 3b, ei käsittelyä VE 3b, käsittely Kuva 6. Halimasjärveen kohdistuva typpikuormitus. Halimasjärveen kohdistuva fosforikuormitus [kg/a] 100 90 Ei huleveden määrän hallintaa (Q max) Huleveden rajoitettu muodostuminen (Q rajoitettu) Nykytilanne 80 70 70 77 60 50 40 30 20 40 53 48 44 33 30 25 25 25 25 10 0 VE 1, ei käsittelyä VE 1, käsittely VE 3b, ei käsittelyä VE 3b, käsittely Kuva 7. Halimasjärveen kohdistuva fosforikuormitus.
12 Halimasjärveen kohdistuva kiintoainekuormitus [t/a] 70 60 50 53 Ei huleveden määrän hallintaa (Q max) Huleveden rajoitettu muodostuminen (Q rajoitettu) Nykytilanne 58 40 30 20 33 35 32 31 27 27 27 27 23 23 10 0 VE 1, ei käsittelyä VE 1, käsittely VE 3b, ei käsittelyä VE 3b, käsittely Kuva 8. Halimasjärveen kohdistuva kiintoainekuormitus. Kuten kuvaajista voidaan nähdä, Halimasjärveen kohdistuva ravinne- ja kiintoainekuormitus voi pahimmillaan kolminkertaistua, mikäli hulevesien hallintaan ei kiinnitetä ollenkaan huomiota. Toisaalta, toteuttamalla huleveden määrää vähentäviä ja laatua parantavia toimia voidaan kuormitusta pienentää nykytilanteen tasolle tai jopa sen alle. Helpoimmin voidaan vähentää kiintoaine- ja fosforikuormitusta, joihin vaikuttavat tehokkaasti sekä huleveden määrää että laatua kontrolloivat toimet. Vaikeammin poistettavaa typpikuormitusta voidaan tehokkaimmin vähentää kontrolloimalla muodostuvan huleveden määrää, jolloin hulevesi huuhtoo mukaansa vähemmän typpiyhdisteitä.
13 3.3 Kuormituksen jakautuminen Halimasjärven valuma-alue on jaettavissa kahteen osavaluma-alueeseen, joilla molemmilla on oma purkukohtansa Halimasjärveen. Rakennemallien mukainen maankäyttö sijoittuu lähes täysin isommalle Ollinojan osavaluma-alueelle, jonka vedet purkautuvat Ollinojan kautta Halimasjärveen etelästä. Pienemmän, Luonnonsuojelualueen osavaluma-alueen vedet laskevat Halimasjärveen koillisesta. Koska pienemmälle osavaluma-alueelle on tuskin lainkaan osoitettu maankäyttöä, ei tältä alueelta Halimasjärveen tai luonnonsuojelualueelle kohdistuva kuormitus tulisi kasvamaan alueen toteutuessa rakennemalleissa suunnitellulla tavalla. Maankäytön aiheuttaman ravinne- ja kiintoainekuormituksen vaikutukset kohdistuvat näin ollen ensin Halimasjärveen ja mahdollisesti sitä kautta välillisesti luonnonsuojelualueeseen. Osavaluma-alueet sekä päävirtausreitit ja ojat on esitetty kuvassa 9. Kuva 9. Halimasjärven osavaluma-alueet, virtausreitit ja ojat.
14 4 HULEVESIKUORMITUKSEN VAIKUTUKSET 4.1 Yleistä Rakennemallien mukainen maankäyttö lisää Halimasjärveen tulevaa vuotuista virtaamaa arviolta 25 %, mistä johtuen veden viipymä järvessä vähenisi kahdesta kuukaudesta puoleentoista. Nopeutuneen ja lisääntyneen pintavalunnan johdosta minimi- ja maksimivirtaamien erot todennäköisesti kasvavat. Virtaaman kasvu voi lisätä myös Halimasjärvestä lähtevän veden ravinne- ja kiintoainepitoisuuksia, mikä saattaa aiheuttaa ongelmia Halimasjärven alapuolisessa Näsijärven Olkahistenlahdessa. Rakennemalleissa osoitetuilla alueilla on useita suoalueita, joilla on nykytilanteessa pintavaluntaa hidastava ja vähentävä vaikutus. Mikäli suoalueille rakennettaisiin, aiheutuisi tästä alueen luontaisen vedenpidätyskyvyn heikentymistä ja virtaamien nopeutumista, mistä saattaa seurata eroosiota puroissa ja ojissa ja tästä johtuvaa kiintoainekuormituksen kasvua. 4.2 Vaikutukset Halimasjärven luonnonsuojelualueen suojeluarvoihin Halimasjärven rantoja ympäröi kapea rahkareunus, jolla kasvaa tavanomaista luhtaisuutta osoittavaa lajistoa. Rahkareunuksen yläpuolella on mm. suopursua kasvavaa varvikkoa. Järveen laskevan Ollinojan laiteilla on hiirenporras käenkaalityypin (AthOT) puronvarsilehtoa. Rannan kasvillisuuskuvioille ja puronvarsille hulevesistä aiheutuva vaikutus voi olla pitkän aikavälin rehevöittävä vaikutus: Järven rehevöityessä rannat mataloituvat ja umpeenkasvu etenee. Rannoilla yleistyy todennäköisimmin järviruoko. Järviruokokasvustot voivat vallata rahkareunuksen ja osan purojen varsista, mutta ylempänä maastossa järviruoko ei menesty. Järven rannan rahkareunuksella ja laskupuroissa elää harvinaisia hyönteisiä kuten silmälläpidettäviin (NT) lajeihin lukeutuva purovainokas - vesiperhonen. Näiden veden äärellä elävien hyönteisten elinympäristö voi pitkällä aikavälillä muuttua rehevöitymisen myötä ja heikentää niiden säilymismahdollisuuksia luonnonsuojelualueella. Halimasjärven luonnonsuojelullisiin arvoihin lukeutuu myös järvellä vuosina 2002 2003 pesinyt lintudirektiivilajeihin kuuluva kaakkuri, joka tyypillisenä karujen järvien asukkina kärsisi rehevöitymisen aiheuttamasta elinympäristön muutoksesta. Luonnonsuojelullisesti arvokkaimmille alueille, järven pohjois- ja itäpuolisilla kallioisille lakialueille, hulevesillä ei ole suoria eikä välillisiä vaikutuksia. Rinnelehdon kosteustasapainoon vaikuttavat lähinnä pohjoisesta kallion laelta valuvat pintavedet, varjostava, kosteutta pidättävä puusto sekä tuuliolosuhteet. Tarkasteltavien rakennemallivaihtoehtojen mukainen maankäyttö ei aiheuta erityisiä suoria vaikutuksia luonnonsuojelualueeseen, koska luonnonsuojelualueen valuma-alueelle ei ole maankäyttöä käytännössä lainkaan osoitettu.
15 4.3 Vaikutukset järven veden laatuun ja ekologiaan Valuma-alueen rakentamisen myötä kasvava ravinnekuormitus tullee näkymään pitkän aikavälin rehevöittävänä vaikutuksena järven veden laadussa. Kohonnut ravinnetaso voi aiheuttaa levästön ja vesikasvillisuuden muutoksia, levien massaesiintymiä, voimakkaita ja pitkäaikaisia happivajauksia alusvedessä sekä tämän seurauksena kalakuolemia talvella. Rehevöitymisellä on haitallisia vaikutuksia myös järven virkistyskäytölle. Virkistyskäyttöä haittaavat muun muassa lisääntynyt leväkasvu, limoittuminen sekä mahdolliset myrkylliset leväesiintymät. Rehevöitymisen myötä samentuva vesi muuttaa järven valaistus- ja lämpöoloja, mikä vuorostaan heijastuu levästön lajirakenteessa ja vesikasvillisuudessa. Rehevissä vesissä runsastuvia vesikasveja ovat kelluslehtiset sekä tietyt uposlehtiset kasvit, joiden ylitiheitä kasvustoja on vaikea hävittää. Lisääntynyt kiintoainekuormitus aiheuttaisi samentumista ja mahdollisesti järven mataloitumista ainakin Ollinojan suulla. 5 TOIMENPITEET JA SUOSITUKSET HAITALLISTEN VAIKUTUSTEN EHKÄISEMISEKSI 5.1 Luonnonsuojelualueeseen kohdistuvien vaikutusten ehkäiseminen Luonnonsuojelualueen valuma-alue suositellaan jätettäväksi kokonaan luonnontilaiseksi. Mikäli Ojalan-Lamminrahkan alueen jatkosuunnittelun yhteydessä luonnonsuojelualueen valuma-alueelle osoitetaan maankäyttöä, tulisi luonnonsuojelualueeseen kohdistuvat hulevesien aiheuttamat vaikutukset arvioida uudelleen. Luonnonsuojelualueeseen kohdistuvat välilliset vaikutukset aiheutuvat Halimasjärven veden laadun ja ekologian muutoksista. Näiden vaikutusten ehkäisemistä käsitellään kappaleessa 5.2. 5.2 Halimasjärveen kohdistuvien vaikutusten ehkäiseminen Halimasjärveen kohdistuvien haitallisten vaikutusten ehkäisemiseksi tulisi hulevesien aiheuttamaa ravinne- ja kiintoainekuormitusta vähentää sekä pyrkiä hidastamaan ja viivyttämään hulevesien virtausta. Tähän tavoitteeseen pääsemiseksi tulisi alueella toteuttaa jonkinasteisia hulevesien hallintaratkaisuja. Hulevesien hallinnassa päästään parhaisiin tuloksiin, jos menetelmiä toteutetaan sekä kortteli- ja tonttialueilla että valuma-aluekohtaisesti. Yksityiskohtaisempia ehdotuksia hulevesien hallinnasta ei rakennemallien perusteella pystytä tekemään, joten tässä selvityksessä keskitytään valuma-aluetasolla tehtäviin toimiin. Ehdotetut toimenpiteet ja suositukset on esitetty kartalla liitteessä 1. Halimasjärven valuma-alueen maaperä on pääasiassa heikosti vettä läpäisevää moreenia ja kalliota, joten soilla on oletettavasti merkittävä tehtävä veden viivyttämisessä. Suositeltavaa olisikin, että niissä kohdin kuin se on mahdollista, suoalueet jätettäisiin rakentamisen ulkopuolelle viher- ja virkistysalueiksi. Erityisen tärkeää olisi jättää turvealueet rakentamisen ulkopuolelle, etenkin Ollinojan varressa (ks. kuva 10) Turvealueilla on hyvä veden pidätyskyky, minkä lisäksi vedestä poistuu kiintoainetta ja ravinteita suotautumisen ja laskeutumisen kautta. Veden puhdistumisen tehostamiseksi suoalueiden läpi kulkevat ojat voitaisiin katkaista siten että ojan valumavedet ohjataan pintavaluntana turvealueen läpi. Tällöin myös veden viivytyskyky valuma-alueella paranee, kun vesi pääsee levittäytymään ojista koko suoalueelle. Pintavalutuksen toteutus edellyttää maastolta riittävän pientä kaltevuutta.
16 Hulevesien viivytys- ja puhdistuskapasiteettia voitaisiin lisäksi kasvattaa rakennetulla kosteikolla. Lähelle luonnonsuojelualueen rajaa voitaisiin patoamalla Ollinoja toteuttaa kosteikko, joka olisi pinta-alaltaan reilun hehtaarin (kuva 10). Kosteikolla voitaisiin kompensoida rakentamisen yhteydessä pienenevää pintavalunnan varastoimis- ja viivytyskapasiteettia sekä poistaa Ollinojaa pitkin virtaavasta hulevedestä ravinteita ja kiintoainetta ennen veden purkautumista Halimasjärveen. Kosteikossa voitaisiin poistaa myös yläpuolisilta suoalueilta mahdollisesti veteen liuenneita ravinteita. Suositeltavaa olisi myös, että rakennettavien alueiden läpi virtaavien purojen ja ojien lähiympäristö jätettäisiin rakentamatta, jolloin niiden ympärille jäisi riittävän leveä kasvillisuuden muodostama puskurivyöhyke. Ojiin tulevat hulevedet suositellaan johdettavaksi kasvillisuuden läpi kiintoaineen pidättämiseksi. Kuva 10. Ollinojan varteen ehdotetut hulevesien käsittelymenetelmät
17 5.3 Toimenpiteiden tehokkuus Kuvissa 6-8 esitettiin arviot Halimasjärveen kohdistuvasta ravinne- ja kiintoainekuormituksesta erilaisilla hulevesien määrillä sekä käsittelyvaihtoehdoilla. Ravinnekuormitusta voidaan pienentää merkittävästi viivyttämällä hulevettä rakennettavien alueiden ulkopuolella suoalueilla ja kosteikoilla, mutta tehokkain tapa vähentää hulevesien aiheuttamia haitallisia vaikutuksia olisi vähentää huleveden muodostumista eli pienentää vettä läpäisemättömien tai heikosti läpäisevien pintojen osuutta rakennettavien alueiden pinta-alasta. Samoihin tuloksiin voidaan päästä imeyttämällä hulevettä aktiivisesti muodostumisalueilla. Rakennettavien alueiden sisällä toteutettaviin menettelyihin ei tässä suunnitteluvaiheessa voida ottaa tarkemmin kantaa, vaan niihin tulisi palata tarkemman suunnittelun yhteydessä, jos asia nähdään tarpeelliseksi. Halimasjärveen kohdistuvien haitallisten vaikutusten vähentämiseksi voidaan kosteikkojen ja suoalueiden käyttämistä hulevesien käsittelyyn pitää riittävänä ratkaisuna etenkin fosfori- ja kiintoainekuormituksen osalta. Tehokas hulevesien käsittely edellyttää kuitenkin riittävän suuria alueita, joille vesi voi levitä ja viipyä puhdistumiseen tarvittavan ajan. Matalien kosteikkojen mitoitusperusteena voidaan pitää noin 2 % valuma-alueen pinta-alasta, jolloin veden viipymä on riittävän pitkä kiintoaineen tehokkaaseen laskeuttamiseen sekä kasvukaudella liukoisten ravinteiden poistoon. Kuvassa 10 esitettyjen alueiden yhteenlaskettu pinta-ala on noin kuusi hehtaaria, joka on noin kaksi prosenttia yläpuolisen valuma-alueen pinta-alasta eli se takaisi riittävän suuren viivytystilavuuden tehokasta käsittelyä ajatellen.