OSARAPORTTI: HULEVESIEN HALLINTA ITÄ-

Vastaanottaja Hämeenlinnan kaupunki Asiakirjatyyppi Mitoitusselostus Päivämäärä 06/2010 MOREENIN ALUEEN HULEVESISELVITYS OSARAPORTTI: HULEVESIEN HALLINTA ITÄ- PORTINTIEN YMPÄRISTÖSSÄ

MOREENIN ALUEEN HULEVESISELVITYS OSARAPORTTI: HULEVESIEN HALLINTA ITÄPORTINTIEN YMPÄRISTÖSSÄ Tarkastus 28/06/2010 Päivämäärä 29/06/2010 Laatija Tarkastaja Hyväksyjä P. Paavilainen K. Hell K. Hell Viite 82128361 Ramboll Pakkahuoneenaukio 2 PL 718 33101 TAMPERE T +358 20 755 6800 F +358 20 755 6801 www.ramboll.fi

OSARAPORTTI: HULEVESIEN HALLINTA ITÄPORTINTIEN YMPÄRISTÖSSÄ SISÄLTÖ 1. Johdanto 1 2. Hulevesien johtamisreitti 2 2.1 Nykyinen pintavesien johtuminen 2 2.2 Pintavesien johtaminen jatkossa 3 2.3 Tyrynojaan kohdistuvat toimenpiteet 4 3. Sallittavan purkuvirtaaman arviointi 7 3.1 Reittivaihtoehto 1 (Hattelmalanjärven suunta) 7 3.2 Reittivaihtoehto 2 (Kesätien ja Tyrynojan suunta, tulvareitti Hattelmalanjärveen) 7 4. Tarvittavan viivytystilavuuden arviointi 8 4.1 Mitoitusperusteet 8 4.2 Laskenta 8 5. Käytettävissä oleva tilavuus yleisillä alueilla 11 5.1 Orsitien eteläinen sivuoja (liitteet 2-4) 11 5.2 Orsitien pohjoinen sivuoja, Kesätien sivuoja sekä Tyrynoja (liitteet 2-7) 11 5.3 Painokankaan pääväylän sivuoja sekä kortteleiden välialueet 11 6. Viivytystilavuuden riittävyys 12 6.1 Viivytys vain yleisillä alueilla 12 6.2 Kiinteistökohtaisten viivytysrakenteiden vaikutus 12 7. Tulvareitin mitoitus 13 8. Vaihtoehtojen vertailukustannukset 14 9. Johtopäätökset ja yhteenveto 16 Liitteet 82128361-1 Hulevesien johtamisreitit Yleiskartta 1:5000 15.6.2010 82128361-2 Orsitien toimenpiteet ja poikkileikkausten Asemapiirros 1:2000 15.6.2010 sijoittuminen 82128361-3 Orsitien poikkileikkaukset Poikkileikkaus 1:100 15.6.2010 82128361-4 Orsitien pohjoinen sivuoja Pituusleikkaus 1:1000/1:100 15.6.2010 82128361-5 Tyrynojan poikkileikkausten sijoittuminen Yleispiirros 1:1000 15.6.2010 82128361-6 Kesätien sivuoja ja Tyrynoja, poikkileikkaukset Poikkileikkaus 1:100 15.6.2010 82128361-7 Kesätien sivuoja ja Tyrynoja, pituusleikkaus Pituusleikkaus 1:1000/1:100 15.6.2010

1 1. JOHDANTO Moreenin alueelle välittömästi Hämeenlinnan keskustan eteläpuolelle suunnitellaan suurta teollisuuden ja työpaikkojen keskittymää. Alueella on kaavaluonnoksen mukaan kaikkiaan kokoa noin 1200 ha, josta noin puolet on metsätalous- ja viheraluetta ja loput teollisuus-, palvelu- ja työpaikka-alueita. Alue sijaitsee vedenjakajalla ja hulevedet johtuvat neljään eri suuntaan, päätyen kuitenkin kaikki lopulta eri reittejä pitkin Vanajaveteen. Alueen koillispuolella sijaitsee Miemalanharju pohjavesialueineen ja luontokohteineen. Nimensä mukaisesti alueen maaperä on pääosin moreenia ja hulevesien imeyttämismahdollisuudet alueella ovat välttävät. Ensimmäisessä vaiheessa tulee rakentumaan alueen pohjoisosa eli Moreenin lakialue ympäristöineen. Ilman toimenpiteitä alueella muodostuvat hulevedet eivät tule mahtumaan vastaanottavaan hulevesiverkostoon. Tässä selvityksessä käsitellään lakialueen hulevesien johtamista ja viivyttämistä siten, että alapuoliselle verkostolle ei aiheudu haittaa. Hankeryhmään kuuluivat Hämeenlinnan kaupungin puolelta: Jouko Kettunen Jukka Salminen Marja Mänty Samuli Alppi Vesa Ylitapio (FCG) Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy:stä: Jarno Laine Leo Aspholm ja Rambollista: Kimmo Hell Päivi Paavilainen Laura Inha

2 2. HULEVESIEN JOHTAMISREITTI Moreenin lakialueen sekä liittyvien alueiden hulevesien johtamista on kuvattu alla kuvassa 2.1 sekä tarkemmin kappaleissa 2.1 ja 2.2. Hulevesien viivytysrakenteiden sijoittamista ja mitoitusta on kuvattu jäljempänä kappaleissa 3-6. N Kuva 2.1: Moreenin lakialueen vesien johtuminen. Lakialue merkitty kuvassa punaisella katkoviivalla. Leveällä sinisellä katkoviivalla on merkitty alueita, joilla on mahdollista toteuttaa hulevesien viivytysalueita (kuvattu tarkemmin kappaleessa 5). Hulevesien suunniteltu johtamisreitti on esitetty vaalealla sinisellä ja vaihtoehtoiset reitit merkitty violetilla (VE1) ja ruskealla (VE2). 2.1 Nykyinen pintavesien johtuminen Alueen nykyisten ja suunniteltujen korkeussuhteiden ja hulevesireittien perusteella Moreenin lakialueen vedet johtuisivat pääosin Itäportintietä pohjoiseen, josta vedet jatkaisivat kulkuaan Orsitien eteläisessä sivuojassa ja myöhemmin hulevesiviemärissä 300 400 B kohti itää. Orsitien hulevesiviemäri jatkuu metsäalueen läpi Hattelmalan asuinalueelle. Moreenin lakialueen eteläosan hulevedet johtuvat Itäportintietä etelään päätyen lopulta Mattilansuolle. Lakialueen hulevesien päätyminen Orsitien hulevesiviemäriin on ongelmallista, koska viemäriputki on kauttaaltaan kapasiteetiltaan riittämätön ottamaan vastaan lakialueella muodostuvia hulevesiä. Linjan kapasiteetti on noin 200 l/s sekä metsäosuudella ennen Haavistontietä että Haavistontien VT3 suuntaisella osalla. Lakialueen kaavaluonnoksessa Orsitien suuntaan purkavan teollisuus- ja varastoalueen pinta-ala on noin 10 hehtaaria, ja maankäytöltään se tulee olemaan valtaosaltaan päällystettyä varastokenttää tai kattoa. Jo pelkkä piha-alueiden hulevesiviemäreiden mitoituksessa käytettävä, noin kerran viidessä vuodessa toistuva sade 150 l/s/ha kestoltaan 10 minuuttia, tuottaa pelkästään

3 tältä 10 hehtaarin alueelta virtaaman 1200 l/s ja vesimäärän 720 m 3 (arvioitu valuntakerroin 80 %). Painokankaan osayleiskaavaluonnoksessa on esitetty Orsitien hulevesilinjan ympäristöön lakialueen lisäksi myös muita teollisuus- ja työpaikkakortteleita joka kuormittaisivat nykyistä hulevesilinjaa entisestään. Hulevesiviemärin kapasiteetin ylittyminen johtaisi linjan hallitsemattomaan tulvimiseen Hattelmalan asuinalueella sekä yläpuolisella suunnitellulla teollisuusalueella, jolloin teollisuusalueella muodostuvat hulevedet kertyisivät lopulta VT3 luiskiin ja alikulkuun. Lisäksi hulevesiputken täyttyminen johtaisi kerrannaisvaikutuksiin alajuoksulla, kun linja ei enää kykenisi vastaanottamaan Hattelmalan asuinalueen hulevesiä. 2.2 Pintavesien johtaminen jatkossa Kappaleessa 2.1 kuvatuista syistä Itäportintien reunaojaa pohjoiseen ja siitä Orsitien reunaa itään laskevat vedet on esitetty jatkossa johdettavaksi Orsitien reunaan rakennettavaa uutta avouomaa pitkin länteen Tyrynojan ja Hattelmalanjärven suuntaan. Reitti näkyy kuvassa 2.1 ja on tarkemmin kuvattu piirustuksessa 82128361-1. Orsitien reunan uomaosuus Itäportintieltä Länsiportintielle johdetaan Orsitien eteläreunassa. Uoman alkuosassa oja toteutetaan hulevesien viivytystä varten leveänä, ja vettä pidätellään ojassa patoamalla. Viivytysojaa on kuvattu piirustuksissa 82128361 2-3 ja viivytysojan mitoitusta jäljempänä kappaleissa 3 ja 4. Lähempänä Länsiportintietä Orsitien pituuskaltevuus kasvaa ja viivytysojan tekeminen on kannattamatonta epäedullisten korkeussuhteiden vuoksi. Länsiportintien liittymässä reitti alittaa Orsitien uudella rummulla, koska ojalle ei enää ole eteläpuolella tilaa Länsiportintien ja VT10 välisen jo rakennettujen kevyen liikenteen väylän ja hulevesiputkistojen vuoksi. Reitti jatkuu Orsitien pohjoisreunaan rakennettavaa uutta avouomaa pitkin edelleen länteen. Maaston korkeussuhteiden vuoksi reitin toteuttaminen vaatii suurehkoja maaleikkauksia eikä uomaan ole tilaa toteuttaa tasaustilavuutta. Kesätien kohdalla reitillä on kaksi vaihtoehtoa: Orsitieltä Kesätien sivuojaan ja lopulta Tyrynojaan kääntyvä reitti ja Orsitieltä suoraan VT10 alitse Hattelmalanjärveen. Vaihtoehto 1 (suoraan VT10 alitse Hattelmalanjärveen) Hulevesien virtausreitti alittaa Kesätien uudella rummulla DN1000 1200 ja jatkuu Orsitien pohjoisreunaa VT10 alitse. Reitti vaatii uuden alitusrummun VT10 alitse (DN1000 auki kaivamatta) sekä lisärummun VT10 rampin alitse (DN800 1000, nykyinen rumpu DN600 ei riitä virtaamalle). VT10 rampin alituksesta hulevedet purkautuvat Hattelmalan luonnonsuojelualueen kosteikkoalueelle. Kosteikkoalueella hulevesien virtaama tasaantuu ja vesistä pidättyy luonnollisesti mahdollisia haitta-aineita ja ravinteita. Alueelle päätyvän veden virtaamapiikki on tosin yläpuolisten toimenpiteiden ansiosta jo huomattavasti loiventunut ja haitta-aineiden määrä vähentynyt. Ratkaisu kasvattaa Hattelmalanjärven valuma-aluetta nykyisestään. Lakialueen vesien lisäksi järveen tulisi myös Leveämäen alueen vesiä, jotka nykyisellään päätyvät VT10 luiskan reunaojaa pitkin Tyrynojaan. ELY-keskuksen kanssa käytyjen alustavien neuvottelujen mukaan Hattelmalanjärvi on kuitenkin kärsinyt veden vähyydestä ja vesimäärän kasvattamisella nähdään olevan lähinnä positiivisia vaikutuksia. Hulevesien laatuun on kuitenkin kiinnitettävä erityistä huomiota. Vaikutuksia Hattelmalanjärvelle ja suurinta sallittavaa purkuvirtaamaa on arvioitu jäljempänä kappaleessa 3. Vaihtoehto 2 (Kesätien vartta Tyrynojaan, tulvareitti VT10 alitse Hattelmalanjärveen) Hulevesien virtausreitti jatkuu Kesätien vartta kohti Tyrynojaa. Kesätien varteen on joko rakennettava kokonaan uutta ojaa tai perattava nykyistä suurempaan kokoon. Kesätien varren reunaojan kapasiteetti ottaa vastaan hulevesiä on varsin rajallinen, arvion mukaan luokkaa 250 l/s (ks. kappale 3). Kesätien varren kiinteistöjen suojelemiseksi Kesätie 17 liittymän kohdalla reitiltä erkanee tulvareitti VT10 alitse Hattelmalanjärveen. Normaali virtaussuunta jatkuu Kesätien vartta

4 Tyrynojaan. Virtaama tulvareitille jaetaan esim. jakokaivolla siten, että virtaus Kesätien suuntaan ei ylitä uoman arvioitua maksimikapasiteettia missään tilanteessa. Jatkossa Kesätien sivuojan kapasiteettiasiat on tarkistettava ja Kesätien uoman välityskyky varmistettava perkaamalla uoma ja uusimalla mahdolliset ahtaat rummut. 2.3 Tyrynojaan kohdistuvat toimenpiteet Suunnittelun aikana on todettu Tyrynojan VT3 alituskohta ongelmalliseksi erityiskohteeksi. Vanhassa VT3 rakennussuunnitelmassa on epäselvyyttä Tyrynojan alituskohdassa (rumpuluettelossa mainittu sekä rummut 800 B että 1400 B ja piirustuksessa revisiomerkinnässä todettu rumpua siirrettäväksi ja jatkettavaksi). Alun perin alituskohtaan suunniteltu rumpu on ilmeisesti 1400 B ja myöhemmin suunnitelmaan on lisätty ojan putkitus 800 B. Maastokäynnillä on todettu, että Tyrynoja virtaa noin 50 metrin matkalla VT3 suuntaisella osuudella kiviveistämön piha-alueen alla putkessa 800 B (kuvat 2.2-2.4). Tämän jälkeen uomassa on lyhyt avo-osuus, josta uoma virtaa uudelleen huonokuntoiseen putkeen 800 B moottoritien luiskassa (kuvat 2.5-2.6), josta putkitus liittyy VT3 alitusputkeen 1400 B. Vaikka hulevesien hallintatoimenpiteillä pyritään säilyttämään Tyrynojaan kohdistuva kuormitus nykyisellään, tulisi ojan VT3 alituskohdan ympäristö kunnostaa ojan toimintavarmuuden säilyttämiseksi ja alueella jo nykyisellään olevien ongelmien vuoksi. Tyrynojan VT3 suuntainen avouomaosuus on puhdistettava esteistä, VT3 alituksen koko selvitettävä ja korvattava reitin liian ahtaat putkitukset 800 B putkella 1200 1400 B. Tyrynojan uoma Kuva 2.2: Tyrynojan uomaa ennen ensimmäistä (ylempää) putkitusta 800 B. Maastokäynnillä tavatun kiviveistämön työntekijän mukaan vesi on noussut pahimmillaan kuvassa näkyvän piharakennuksen ovenkahvaan asti (07/2004). Kuva otettu 14.4.2010.

5 Kuva 2.3: Tyrynojan ylempi putkitus 800 B, rummun yläpää. Kuva otettu 14.4.2010. Jätevesilinjan tarkastuskaivo (saneerattu) Kuva 2.4: Tyrynojan uomaa ensimmäisen putkituksen 800 B alapuolella. Kuva otettu 14.4.2010.

6 Putki 800 B jatkuu tarkastuskaivolle, kaivolta jatkuu putkitus 800 B VT3 suuntaisena alitusputkelle 1400 B Taso, jolla vedenpinta oli maksimissaan ollut muutamia päiviä ennen maastokäyntiä Kuva 2.5: Tyrynoja, VT3 suuntainen toinen (alempi) putkitus 800 B. Kuva otettu 14.4.2010. Kuva 2.6: Tyrynoja, VT3 suuntainen toinen putkitus, rummun 800 B pää. Kiviveistämön työntekijän mukaan putken pään välppä on herkkä tukkeutumaan. Putkien välinen liitoskohta on auennut painumisen vuoksi. Kuva otettu 14.4.2010.

7 3. SALLITTAVAN PURKUVIRTAAMAN ARVIOINTI 3.1 Reittivaihtoehto 1 (Hattelmalanjärven suunta) Reitille on suunniteltu johdettavan hulevesiä Moreenin lakialueelta ja muualta Painokankaan osayleiskaava-alueelta noin 45 ha alalta. Lisäksi reitille johtuisi VT10 reunaojaa myöten vesiä metsätalousalueilta sekä nykyiseltä Leveämäen teollisuusalueelta, VT10 suuntaan johtuvan valuma-alueen pinta-ala samoin noin 45 ha. Yhteensä reitille tulisi siis vesiä maksimissaan noin 90 ha teollisuus- ja työpaikka-alueelta. Reitillä ei ole esteitä tai riskikohteita, jotka asettaisivat purkuvirtaamalle maksimiarvon. Järven äkillinen pinnannousu voi olla uhka vesilinnuston pesinnälle. Hattelmalanjärven pinta-ala on kuitenkin melko suuri, noin 25 hehtaaria, jolloin esimerkiksi sade 10 mm aiheuttaisi pinnannousua laskennallisesti maksimissaan [10 mm * (25 + 45 + 45) ha] / 25 ha = 5 cm, kun viipymiä, veden pidättymistä valuma-alueilla ja järven purkuvirtaamaa ei huomioida. Täten voidaan arvioida, että ainoastaan aivan poikkeuksellisilla vuorokausisateilla (suuruusluokka 50 100 mm/vrk, toistuvuus karkeasti 1/50 1/100 vuotta) vedenpinnan noususta voisi olla haittaa linnuston pesinnälle. Hattelmalanjärven kannalta hetkellistä virtaamapiikkiä oleellisempi arvo lieneekin järven vuotuisen keskivirtaaman kasvu ja järveen johdettavien hulevesien vaikutukset järven veden vaihtuvuudelle ja laadulle. Lisäksi purkupaikan suunnittelussa on kiinnitettävä huomiota eroosiohaittojen minimointiin. Edellä esitetty karkea laskelma yksittäisten rankkasateiden vähäisestä vaikutuksesta Hattelmalanjärven vedenkorkeuteen antaa aihetta myös olettaa, että järvi käytännössä tasaisi rankkasadevirtaaman aiheuttaman piikin kokonaan ennen vesien johtumista Tyrynojaan. Tällöin vaikutukset järven alapuoliselle reitille olisivat vähäiset. 3.2 Reittivaihtoehto 2 (Kesätien ja Tyrynojan suunta, tulvareitti Hattelmalanjärveen) Hattelmalanjärven tulvareitille johdettavia maksimivirtaamia koskee samat johtopäätökset kuin kappaleessa 3.1 on esitetty, eli mahdollisia rajoituksia tulee lähinnä vesien laadusta ja vaikutuksista järven virtaamiin vuositasolla. Kesätien ja Tyrynojan suuntaan johdettavia maksimivirtaamia rajoittaa uomien ahtaus ja niissä olevat esteet sekä ympäröivän maaston tasaisuus. Tyrynoja on Hattelmalanjärven laskuoja, noin 500 metriä Hattelmalanjärven alapuolella. Hattelmalanjärven valuma-alue on vain noin 300 ha, josta järvi itse muodostaa noin viidesosan. Valuma-alueen suuri järvisyys tasaa Tyrynojan virtaamavaihteluita. Keskivalunnalla 250 mm/a (keskimääräinen vuosivalunta Hämeenlinnan lähistöllä jaksolla 1961 1975, Solantie ja Ekholm 1985) Tyrynojan keskivirtaamaksi tulee vain 20 l/s. Valuma-alueen pienuuden ja suuren järvisyyden vuoksi ylivirtaaman arviointi tilastollisesti on vaikeaa; Kaiteran nomogrammista ekstrapoloimalla keskimääräiseksi huippuvirtaamaksi tulisi kuitenkin vain noin 200 300 l/s. Arviota tukee se, että Tyrynoja on poikkileikkaukseltaan melko pieni ja osin hyvin heikossa kaltevuudessa. Tyrynojan alajuoksulla virtaamia lisää jonkin verran Hattelmalan asuinalueelta sekä ympäröiviltä pelloilta ojaan tulevat hulevedet. Tyrynojan ja Kesätien sivuojan pituus- ja poikkileikkauksia on esitetty liitteissä 5, 6 ja 7. Hulevesien johtamisesta aiheutuvan tulvariskin kannalta kriittisin on avo-ojaosuus ennen Tyrynojaa Kesätien varressa. Erittäin heikon kaltevuuden (ojan pohjan kaltevuus nolla tai jopa negatiivinen) ja mataluutensa vuoksi ojan maksimikapasiteetiksi voidaan arvioida noin 200 300 l/s riippuen ojan kasvillisuuden määrästä. Kesätien varressa on myös kaksi ojaan nähden erittäin matalalla sijaitsevaa kiinteistöä. Tyrynojassa uoman kaltevuus ja poikkileikkaus ovat hieman Kesätien reunaojaa suurempia ja Vanhan Helsingintien itäpuoliset kiinteistöt sijaitsevat hieman korkeammalla ojaan nähden. Suurimmaksi suositeltavaksi Kesätien reunaojaan ja Tyrynojaan johdettavaksi lisävirtaamaksi on arvioitu tässä 250 l/s.

8 4. TARVITTAVAN VIIVYTYSTILAVUUDEN ARVIOINTI Viivytystilavuutta on arvioitu laskennallisesti useille kestoltaan ja rankkuudeltaan erilaisille sateille sekä purkuvirtaamille, jotta saadaan selville realistisesti toteutettava yhdistelmä. 4.1 Mitoitusperusteet Tutkalla mitatut aluesadannat, RATU-hanke (Rankkasateet ja taajamatulvat, Suomen ympäristö 31/2008): Sateen kesto 5 min toistumisaika kerran toistumisaika kerran toistumisaika kerran toistumisaika kerran toistumisaika kerran toistumisaika kerran 15 min 30 min 1 h 3 h 6 h 12 h 24 h 1 vuodessa 3 6 8 11 18 23 29 36 mm 5 vuodessa 6 11 14 18 27 32 43 50 mm 10 vuodessa 7 14 17 22 32 35 47 58 mm 20 vuodessa 8 16 20 26 38 47 58 65 mm 50 vuodessa 9 19 24 30 43 54 65 72 mm 100 vuodessa 10 21 27 33 49 59 72 86 mm Sateissa ei ole huomioitu ilmastonmuutoksen mahdollista vaikutusta. Ilmastonmuutoksen on arvioitu lisäävän sademääriä jopa 30 %. 4.2 Laskenta Esimerkki tarvittavan viivytysallastilavuuden laskennasta mitoitussateella 1/10 vuotta, kesto 5 minuuttia: mitoitussade 7 mm kesto 5 min valuma-alueen koko 45 ha valuntakerroin (~ asfaltin/katon osuus koko alasta) 80 % sallittava purkuvirtaama 250 l/s sadanta mitoitussateella 2350 m 3 kertymä mitoitussateen kestolla ja purkuvirtaamalla 250 l/s 2250 m 3 tyhjenemisaika purkuvirtaamalla 250 l/s 2,5 h

9 Vastaavanlainen laskelma on toistettu - mitoitussateille 1/5, 1/10, 1/20 ja 1/50 vuotta - sateen kestoilla 5 min, 15 min, 30 min, 1 h, 6 h ja 12 h - poistovirtaamille 250 l/s, 500 l/s, 750 l/s ja 1000 l/s Kullekin toistuvuudelle saadaan matriisi tarvittavasta purkutilavuudesta sateen eri kestoilla ja eri poistovirtaamilla, esim. toistuvuudella 1/10 vuotta (suurimmat tilavuustarpeet tummennettu): sade mm kesto Tarvittava tilavuus purkuvirtaamalla 250 l/s 500 l/s 750 l/s 1000 l/s 7 5 min 2250 m 3 2200 m 3 2100 m 3 2050 m 3 14 15 min 4650 m 3 4400 m 3 4200 m 3 3950 m 3 17 30 min 5850 m 3 5400 m 3 4900 m 3 4500 m 3 22 1 h 6900 m 3 6000 m 3 5100 m 3 4200m 3 32 3 h 8600 m 3 5900 m 3 3200 m 3 500 m 3 35 6 h 7050 m 3 1650 m 3 - - 47 12 h 6300 m 3 - - - Erilaisten sateiden ja purkuvirtaamien aiheuttamista suurimmista tilavuustarpeista suurimmat yhdistelmät on esitetty alla ja seuraavalla sivulla taulukko- ja kaaviomuodossa: toistuvuus vuotta Suurin tilavuustarve purkuvirtaamalla 250 l/s Suurin tilavuustarve purkuvirtaamalla 500 l/s Suurin tilavuustarve purkuvirtaamalla 750 l/s 5 7000 m 3 4700 m 3 3800 m 3 3400 m 3 10 8600 m 3 6000 m 3 5100 m 3 4500 m 3 20 11700 m 3 8200 m 3 6600 m 3 5700 m 3 50 14000 m 3 10200 m 3 8100 m 3 7200 m 3 Suurin tilavuustarve purkuvirtaamalla 1000 l/s

10 Kuva 4.1: Viivytyksen tilavuustarve eri purkuvirtaamilla ja mitoitussateilla. Kuvasta 4.1 nähdään, että tilavuustarve on sitä suurempi ja määräävän mitoitussateen kesto sitä pitempi, mitä harvinaisemmalle sateelle ja pienemmälle purkuvirtaamalle viivytys mitoitetaan. Jos esimerkiksi purkuvirtaama rajataan arvoon 250 l/s, tarvitaan 1/20 vuodessa toistuvan rankkasateen viivytykseen noin 12 000 m 3 allastilavuus ja 1/50 vuodessa toistuvan rankkasateen viivytykseen noin 14 000 m 3 allastilavuus.

11 5. KÄYTETTÄVISSÄ OLEVA TILAVUUS YLEISILLÄ ALUEILLA 5.1 Orsitien eteläinen sivuoja (liitteet 2-4) Viivytystä on suunniteltu toteutettavaksi Orsitien eteläreunassa sivuojaa laajentamalla. Leveän viivytysojan toteuttaminen vaatii uoman patoamista sitä tiheämmin, mitä jyrkempi uoman keskikaltevuus on. Tästä syystä viivytysojaa on esitetty rakennettavaksi Orsitien loivemmalle osuudelle noin 600 metrin matkalle Itäportintien liittymästä länteen päin, jossa reunaojaa leventämällä, syventämällä ja patoamalla on mahdollista saada lisätilaa keskimäärin noin 3 m 3 juoksumetriä kohden, kun suurin sallittava vedenkorkeus reunaojassa on 50 cm Orsitien pinnan tasoa alempana. Reunaojan viereen on suunniteltu mahdollisesti rakennettavaksi kevyen liikenteen väylä, leveys noin 3 metriä. Tällöin nykyinen luiskan yläreuna siirtyisi noin 10 metriä ja kaikkiaan matka Orsitien reunasta luiskan yläreunaan olisi noin 20 metriä. Sivuojaan vettä padottamalla olisi tällöin mahdollista saada tilavuutta yhteensä noin 1800 m 3. Kevyen liikenteen väylän päälle jäävän tilavuuden hyödyntäminen viivytystilavuutena ei ole Orsitiellä realistista, koska väylän suuren keskikaltevuuden vuoksi veden pidättely tasausojassa vaatii sen patoamista ja padon ulottaminen kevyen liikenteen väylän poikki olisi käytännössä mahdoton ratkaisu. Lisäksi Orsitien sivuojaa on mahdollista laajentaa Itäportintien liittymän läheisyydessä alueella, jossa maaston sivukaltevuus on vähäinen. Aluetta ei ole kuitenkaan tässä vaiheessa laskettu käytettävissä olevaan tilavuuteen, koska se on merkitty yleiskaavassa korttelialueeksi. 5.2 Orsitien pohjoinen sivuoja, Kesätien sivuoja sekä Tyrynoja (liitteet 2-7) Viivytystilavuuden järjestäminen Orsitien pohjoiseen sivuojaan vaatisi alueen maastonmuotojen vuoksi huomattavia maaleikkauksia. Tästä syystä Orsitien pohjoinen sivuoja on esitetty toteutettavaksi "minimimitoituksella" eli ainoastaan hulevesiä johtavana uomana. Varastotilavuuden järjestäminen Kesätien sivuojaan ja Tyrynojaan on maanomistusolojen vuoksi hankala ratkaisu, vaikka Kesätien varresta löytyykin viivytyksen rakentamiselle potentiaalista alavaa soistunutta aluetta. Orsitien pohjoispuolen sivuojalle, Kesätien sivuojalle ja Tyrynojalle ei ole laskettu tasaustilavuutta. Käytännössä avouomalla on kuitenkin jonkin verran virtaamaa rauhoittava vaikutus. 5.3 Painokankaan pääväylän sivuoja sekä kortteleiden välialueet Painokankaan alueen osayleiskaavaluonnoksessa alueen läpi on esitetty kulkevan lounas-kaakkosuuntainen pääväylä. Väylä on merkitty myös alueen katusuunnitelmaluonnoksiin. Katu on lounaispäästään pituuskaltevuudeltaan nykyisten maastonmuotojen perusteella muodostumassa varsin loivaksi, minkä vuoksi leveän tasausojan toteuttaminen kadun varteen on osuudella käyttökelpoinen ratkaisu. Kadun varteen on laskettu tasaustilavuutta keskimäärin 5 m 3 /jm 400 metrin mittaiselle osuudelle, yhteensä siis noin 2000 m 3. Alueen rakentumisjärjestyksestä riippuen lakialueen vesiä ei välttämättä kuitenkaan saada pääväylän sivuun. Tällöin korvaava rakenne voidaan toteuttaa esim. Itäportintien länsipuolisten P/TP- ja TP-kortteleiden väliin.

12 6. VIIVYTYSTILAVUUDEN RIITTÄVYYS 6.1 Viivytys vain yleisillä alueilla Orsitien eteläiseen sivuojaan saadaan viivytystilavuutta noin 1800 m 3 kun vesi jää 50 cm Orsitien pinnan tasosta. Painokankaan pääväylän varteen tai vaihtoehtoisesti Itäportintien länsipuolisten kortteleiden väliin jäävälle alueelle on laskettu viivytystilavuutta noin 2000 m 3. Orsitien pohjoiselle sivuojalle, Kesätien sivuojalle ja Tyrynojalle ei ole laskettu viivytystilavuutta. Laskennallisesti varastotilavuutta saadaan em. ratkaisuilla yhteensä siis noin 3800 m 3. Kuvan 1 perusteella - purkuvirtaamalla 250 l/s tilavuus 3800 m 3 ei riitä useinkaan toistuvien rankkasateiden pidättämiseen - purkuvirtaamalla 500 l/s tilavuus 3800 m 3 riittää rankkasateiden toistuvuudeltaan noin 1/2 vuotta pidättämiseen - purkuvirtaamalla 750 l/s tilavuus 3800 m 3 riittää rankkasateiden toistuvuudeltaan noin 1/5 vuotta pidättämiseen - purkuvirtaamalla 1000 l/s tilavuus 3800 m 3 riittää rankkasateiden toistuvuudeltaan noin 1/8 vuotta pidättämiseen Tämä tarkoittaa karkeasti arvioiden, että ilman kiinteistökohtaisia viivytysvelvoitteita tai muita hulevesien viivytykseen varattavia lisäalueita tulvan voidaan arvioida ulottuvan Orsitien katurakenteeseen noin lähes joka vuosi ja samalla purkuvirtaama kasvaa arvoon 500 l/s noin joka toinen vuosi, minkä vuoksi ratkaisu vaatii ehdottomasti tulvareitin jolla ohjataan huippuvirtaamat pois Kesätien sivuojasta. 6.2 Kiinteistökohtaisten viivytysrakenteiden vaikutus Yleisesti käytetyllä kiinteistökohtaisella viivytys/imeytysvelvoitteella 1 m 3 / 100 päällystettyä m 2 saadaan lisää viivytyskapasiteettia yhteensä noin 3000 m 3 (valuma-alue 45 ha, josta arviolta 80 % korttelialuetta ja josta arviolta 80 % päällystettyä). Tällöin hulevesien varastotilavuudeksi saataisiin yhteensä noin 6800 m 3. Kuvan 1 perusteella - purkuvirtaamalla 250 l/s tilavuus 6800 m 3 riittää rankkasateiden toistuvuudeltaan noin 1/5 vuotta pidättämiseen - purkuvirtaamalla 500 l/s tilavuus 6800 m 3 riittää rankkasateiden toistuvuudeltaan noin 1/15 vuotta pidättämiseen - purkuvirtaamalla 750 l/s tilavuus 6800 m 3 riittää rankkasateiden toistuvuudeltaan noin 1/25 vuotta pidättämiseen - purkuvirtaamalla 1000 l/s tilavuus 6800 m 3 riittää rankkasateiden toistuvuudeltaan noin 1/50 vuotta pidättämiseen Kiinteistökohtaisilla viivytysvelvoitteilla tilannetta voidaan hieman parantaa, mutta suuret purkuvirtaamat toistuvat edelleen usein (500 l/s laskennallisesti noin kerran 15 vuodessa). Kiinteistökohtaisten viivytysten lisäksi tarvitaan siis edelleen tulvareitti joka ohjaa huippuvirtaamat pois Kesätien suunnasta.

13 7. TULVAREITIN MITOITUS Kappaleen 6 perusteella purkuvirtaama alueelta on noin 1000 l/s toistuvuudella 1/50 vuotta, kun käytössä on sekä kiinteistökohtaista viivytystilavuutta että teiden ja katujen varsille sijoittuvia leveitä viivytysojia, ja sateen alkaessa viivytysrakenteet ovat tyhjillään. Purkuvirtaamasta 250 l/s on vaihtoehdossa 2 esitetty johdettavaksi Kesätien sivuojaan. Hulevesien johtamisreitti/tulvareitti alittaa Orsitien ja valtatien 10. Käytännössä valtatien alitus on toteutettava auki kaivamattomilla menetelmillä, ja myös Orsitien alitus lienee taloudellisinta toteuttaa auki kaivamatta. Porauksella toteutettavan alituksen maksimihalkaisija on 1200 mm, jos suojaputkeen ei asenneta sisäputkea eli suojaputkea käytetään virtausputkena. Tunkkaamalla voidaan asentaa suurempiakin putkia, mutta menetelmän soveltuvuus kyseisellä kohdalla on epävarmaa. Ohjeellisiksi rumpumitoiksi valtaojissa on esitetty (Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu Työryhmän mietintö, SYKEra 23/2007 sekä Silta- ja rumpulausunnot, luonnos oppaaksi, Suomen ympäristökeskus 2007): Rumpu DN1200 riittää siis tulvavirtaamalle 1000 l/s melko loivassakin (0,001 0,005) ojassa. Jyrkemmässä kaltevuudessa se riittää virtaamille jopa 1,5 m 3 /s sallittavan padotuksen rajoissa. Teoriassa täyden putken kapasiteetti on kaltevuudella 0,01 jopa 3,9 m 3 /s joten suositeltavan maksimipadotuksen ylittyessä putkessa on edelleen varakapasiteettia. Orsitien alitus on syytä toteuttaa hyvään kaltevuuteen liiallisen padotuksen välttämiseksi, vähintään 0,01. Valtatien 10 alituksessa molemmissa linjausvaihtoehdoissa maaston keskimääräinen kaltevuus rumpupaikalla on suuruusluokaltaan noin 0,01. Toteutettava tulvaoja todennäköisesti seurailisi tätä kaltevuutta. Vaihtoehdossa 1 valtatien rampin alittava nykyinen rumpu riittää virtaamalle noin 200 300 l/s (rummun korot tuntemattomat, tarkka kapasiteetin arviointi mahdotonta). Viereen tarvitaan uusi rumpu DN1000 1200.

14 8. VAIHTOEHTOJEN VERTAILUKUSTANNUKSET Orsitien osuus, molemmat vaihtoehdot Kohde Kustannus Orsitien eteläinen sivuoja, levennetty osuus. Yhteensä 170 000 Pituus noin 600 jm, patoja 6 kpl - Leikkaus 100 /jm + kalliovaraus 30 - maaleikkaus noin 20 30 m 3 /jm % (30 /jm) - Orsitien puolen luiskan verhoilu vettä - Verhoilu 50 /jm läpäisemättömäksi, n. 5 m 2 /jm - Eroosiosuojaukset 50 /jm - pohjan eroosiosuojaus - Padot/maapenkereet 5000 /kpl - padot tai maapenkereet - keskimäärin 280 /jm Orsitien eteläinen sivuoja, normaali avouomaosuus. Yhteensä 46 000 Pituus noin 400 m - Leikkaus 50 /jm + kalliovaraus 30 % - maaleikkaus noin 10 m 3 /jm (15 /jm) - pohjan eroosiosuojaus - Eroosiosuojaukset 50 /jm Orsitien pohjoinen sivuoja, normaali avouomaosuus. Yhteensä 56 000 Pituus noin 400 m - Leikkaus 70 /jm + kalliovaraus 30 % - maaleikkaus noin 10 15 m 3 /jm (20 /jm) - pohjan eroosiosuojaus - Eroosiosuojaukset 50 /jm Muut kustannukset Yhteensä 100 000 - uusi rumpu auki kaivamatta Orsitien alitse, Dn1200, pituus noin 30 m (varaus) - Rummun Dn1200 asennus auki kaivamatta + materiaalit 3000 /jm (varaus) - suojapenger metsän puolelle Orsitien tuntumaan, pituus noin 100 m - Suojapenger esim. ylijäämämaista, erä 5000 - tulvareitti Soitinkorven pään kiinteistön ympäri, pituus noin 80 m - Tulvareitin kaivaminen, erä 5000 Kaikki kohteet 372 000 + kustannusvaraus 20 % Kustannukset yhteensä 450 000 Vaihtoehto 1, reitti suoraan Hattelmalanjärveen Kohde Normaalit avouomaosuudet Orsitien pohjoispuolella, VT10 ramppien välisellä alueella sekä VT10 länsipuolella yht. noin 400 jm - maaleikkaus noin 10 m 3 /jm - pohjan eroosiosuojaus Muut kustannukset - uusi rumpu VT10 alitse auki kaivamatta, Dn1200, pituus noin 50 m - uusi rumpu VT10 rampin alitse auki kaivamatta, Dn1200, pituus noin 45 m - Kesätien alittava rumpu Dn1200, normaali asennus, pituus noin 25 m Kaikki kohteet 356 000 + kustannusvaraus 20 % Kustannukset yhteensä 430 000 Kustannus Yhteensä 46 000 - leikkaus 50 /jm + kalliovaraus 30 % (15 /jm) - eroosiosuojaukset 50 /jm Yhteensä 310 000 - Rummun Dn1200 asennus auki kaivamatta + materiaalit 3000 /jm - Rummun Dn1200 normaali asennus + materiaalit 1000 /jm

15 Vaihtoehto 2, reitti Kesätien sivustaa Tyrynojaan + tulvareitti Hattelmalanjärveen Kohde Normaalit avouomaosuudet - Kesätien sivuojan laajennus tai uusi oja n. 900 m o maaleikkaus n. 5 10 m 3 /jm - uusi tulvareitti Hattelmalanjärven suuntaan n. 170 m o maaleikkaus n. 10 m 3 /jm - Tyrynojan perkaus heikosti viettävällä osuudella, n. 150 m - lisäksi kaikilla osuuksilla pohjan eroosiosuojaus Muut kustannukset - Uusi rumpu VT10 alitse auki kaivamatta, Dn1200, pituus noin 45 m - Virtaamanjakokaivo tai -pato - Kesätien liittymärumpujen uusiminen kokoon Dn1000, 4 kpl á 10 m Kustannus Yhteensä 136 000 - Kesätien sivuoja 50 /jm + kalliovaraus 30 % (15 /jm) - uusi tulvareitti Hattelmalanjärven suuntaan 50 /jm + kalliovaraus 30 % (15 /jm) - Tyrynojan perkaus, erä 5000 - eroosiosuojaukset kaikilla osuuksilla 50 /jm Yhteensä 193 000 - Rummun Dn1200 asennus auki kaivamatta + materiaalit 3000 /jm - Virtaamanjakokaivo tai pato, erä 30 000 - Uudet liittymärummut 700 /m Kaikki kohteet 329 000 + kustannusvaraus 20 % Kustannukset yhteensä 400 000 Myöhemmin toteutuvat kustannukset Orsitien suuntainen tasausuoma kadun varrelle tai tonttien väliin - pituus noin 900 m - uoma tarvitaan alueen rakentumisen tiivistyessä ja Itäportintien länsipuolen toteutuessa Yhteensä 300 000 - leikkaukset, padot, verhoilut: keskimäärin 280 /jm, yht. 252 000 - kustannusvaraus 20 % = 50 400 Vaihtoehdolle 1 (suoraan VT10 alitse Hattelmalanjärveen) tulee hintaa yhteensä noin 450 000 + 430 000 = 880 000. Vaihtoehdolle 2 (Kesätien sivustaa Tyrynojaan, tulvareitti VT10 alitse Hattelmalanjärveen) tulee hintaa yhteensä noin 450 000 + 400 000 = 850 000. Lisäksi Itäportintien länsipuolen rakentuessa yleiskaavassa osoitetulla tavalla on rakennettava lisätasaustilaa noin 900 m mittaisella kadun tai tonttikadun varteen sijoittuvalla tasausuomalla, kustannukseksi arvioitu noin 300 000. Vertailukustannusarvio perusteella vaihtoehto 2 on hieman edullisempi. Vaihtoehtojen kokonaistaloudellisuutta harkittaessa on huomioitava kuitenkin vaihtoehdon 2 maanomistusolot sekä poikkeustilanteissa Kesätien ja Tyrynojan varren kiinteistöille aiheutuva suurempi riski. Kustannusarvioissa ei ole huomioitu Tyrynojan VT3 suuntaisten putkitusten uusimisen kustannuksia eikä kiinteistökohtaisten järjestelmien kiinteistöille aiheuttamia kustannuksia.

16 9. JOHTOPÄÄTÖKSET JA YHTEENVETO Pelkästään yleisille alueille sijoittuvilla viivytysratkaisuilla ei pystytä järkevästi toteuttamaan riittävää viivytystilaa valuma-alueella muodostuville hulevesille. Yleisillä alueilla toteutettavien viivytysratkaisujen lisäksi alueen hulevesien hallitsemiseksi tarvitaan lisäksi kiinteistökohtaisia menetelmiä sekä tulvareitti, joka on kapasiteetiltaan riittävä vastaanottamaan poikkeustilanteiden virtaamat (kapasiteetti oltava suuruusluokkaa 1 2 m 3 /s, mikäli tasausrakenteet olivat tyhjiä sateen alussa). Tästä syystä johtamisreitin vaihtoehdossa 2 esitetty tulvareitti Hattelmalanjärven suuntaan on ehdottomasti säilytettävä. Vaihtoehdossa 1 reitti voidaan mitoittaa kokonaisuudessaan kapasiteetiltaan riittäväksi. Leveämäen nykyiseltä teollisuusalueelta tulevat vedet virtaavat Tyrynojaan valtatien sivuojaa myöten joka voi edelleen jäädä käyttöön johtamisreitiksi. Tulvareitin mitoitus on siten suuruusluokaltaan 1 2 m 3 /s, käytännössä mitoituksessa on huomioitava mm. saatavilla oleva tienalituskalusto (poraamalla asennettavan putken halkaisija maksimissaan 1200 mm, työntöporauksella 2200 mm). Vaihtoehdosta riippumatta Hattelmalanjärveen kohdistuva virtaamakuormitus on pääosin vähäistä. Esitetyllä hulevesien kokonaisviivytystilavuudella noin 6800 m 3 virtaama järveen ylittää 250 l/s laskennallisesti toistuvuudella vain noin kerran viidessä vuodessa, tai tätäkin harvemmin mikäli normaali virtausreitti ohjataan Kesätien varteen. Normaaleiden sateiden aiheuttaman virtaaman suuruuteen vaikuttaa mm. kiinteistökohtaisten tasausrakenteiden rakenteellinen suunnittelu. Jatkosuunnittelussa voidaan lähtökohdaksi ottaa esimerkiksi kiinteistökohtaisten tasausrakenteiden purkujärjestelyiden mitoitus siten, että suhteellisen usein toistuvat sadetapahtumat pidätetään kiinteistöillä, ja yleisille alueille sijoittuvaa tasaustilavuus tulee käyttöön kiinteistökohtaisten rakenteiden kapasiteetin ylittyessä. Kiinteistökohtaisten menetelmien toteutustapaa voidaan tarkentaa jatkosuunnittelussa; varsinaisten säiliöratkaisujen lisäksi viivytystilavuutta voidaan jakaa esimerkiksi myös maanpäällisiin painanteisiin ja maaperän salliessa imeytyskenttiinkin. Alueelta tulevaa vuositason keskivalumaa voidaan vähentää haluttaessa myös viherkatoilla. Viherkattojen toimintaan pohjoisissa olosuhteissa liittyvät epävarmuudet sekä kattojen käyttö- ja kunnossapitoasiat tulee huomioida. Kesällä, jolloin todennäköisesti runsaimmat sateet esiintyvät, voidaan hyvin toteutetulla viherkatolla vähentää valumia keskimäärin 50 %. Kuitenkin tulee huomioida, että harvemmin toistuvilla sateilla viherkattojen ylivuodot toimivat ja aiheuttavat virtaamapiikkejä. Hulevesien virtaaman viivyttäminen maanpäällisissä rakenteissa parantaa myös hulevesien laatua, koska hulevesien haitta-aineet ovat tyypillisesti sitoutuneena kiintoainekseen, jota pidättyy viivytysrakenteissa sekä laskeutumalla että sitoutumalla kasvillisuuteen. Vettä kevyempien aineiden (öljyt ja roskat) kulkeutumista voidaan vähentää myös käyttämällä kiinteistöjen hulevesiviemäröinnissä vesilukollisia kaivoja, joissa kaivon purkuputki lähtee kaivoon jäävän pysyvän vedenpinnan alapuolelta. Tarvittaessa (neuvottelut ympäristöviranomaisen kanssa) riskikiinteistöillä on toteutettava lisäksi kiinteistökohtaisia huleveden laatua parantavia käsittelyitä, esim. öljyn- ja hiekanerotus.