Tulvavaarakartan laatiminen Dnro: POPELY/1/07.02/2011 Kiimingin yksityiskohtaiset tulvavaarakartat Diar Isid Pohjois-pohjanmaan ELY-keskus Raportti 9.3.2012 POHJOIS-POHJANMAAN ELINKEINO-, LIIKENNE- JA YMPÄRISTÖKESKUS Veteraanikatu 1, PL 86, 90101 OULU, www.ely-keskus.fi/pohjois-pohjanmaa
Sisällysluettelo 1. Yleistä... 3 2. Lähtötiedot... 4 3. Virtaamamalli... 4 4. Tulvavaarakartat... 6 5. Epävarmuuksien tarkastelu... 6 6. Kirjallisuus... 6 Kannen kuva: Vuoden 2000 tulva Lepikkokujalla (Kiimingin kunnan arkisto, kuvaaja: Taina Järvelä) 2/6
1. Yleistä Kiiminkijoki Kiimingin taajaman kohdalla sekä Alakylän ja Tirinkylän välillä on tulvariskien alustavassa arvioinnissa 1 tunnistettu tulvariskialueiksi. Tässä dokumentissa esitetään perusteet Kiimingin yksityiskohtaisten tulvavaarakarttojen laatimiseksi. Kiimingin taajaman alueelta on ennestään laadittu yleispiirteinen tulvavaarakartta, joka on nyt päivitetty uusien maastonkorkeustietojen avulla. Samalla kartoitusalue on laajennettu yli 2 kertaa suuremmaksi kuin vuonna 2009 laadittujen karttojen kartoitusalue. Tarkastelualue on laajuudeltaan 46 km 2 ulottuen Hiukkakankaalta Huttukylään (kuva 1). Kiiminkijoen pituus tarkastelualueella on noin 32 km. Tulvavaarakartat on laadittu 5 tulvaskenaariolla: vuoden 2000 suurimmalla tulvavirtaamalla, tulvan todennäköisyydellä 2 % (vastaa keskimäärin kerran 50 vuodessa toistuvaa tulvaa), 1 % (100 vuotta), 0,4 % (250 vuotta) ja 0,1 % (1000 vuotta). Kuva 1. Kartoitusalueen rajaus. 1 www.ymparisto.fi/ppo/tulvat > tulvariskien alustava arviointi 3/6
2. Lähtötiedot Tulvavaarakartan laatimisessa on käytetty lähtötietoina tarkinta valtakunnallista korkeusmallia ja sekä 4 erilaista virtaamaa eri tulvan todennäköisyyksillä. Virtaamamallin laatimiseksi on mitattu kymmeniä poikkileikkauksia ja kerätty tiedot valtion sekä kunnan silloista sekä rummuista. Jos riittävän tarkkoja tietoja ei ole ollut saatavilla, sillat ja rummut on mitattu. Valtakunnallinen korkeusmalli 2 perustuu vuoden 2010 laserkeilaukseen, sen korkeuden keskivirhe on keskimäärin 30 cm ja ruutukoko on 2 m x 2 m. Korkeusmalli kattaa koko tarkastelualueen. Sepänkadun tulvasuojelupengertä ei ole mitattu erikseen, vaan korkeustieto on korkeusmallista. Tulvasuojellut alueet on digitoitu tulva-alueen rajauksen mukaisesti, jos penkereen on teoriassa nähty suojaavan sen taustalla olevaa aluetta. Tulvaveden ollessa lähellä penkereen harjaa, kasvaa pengermurtuman mahdollisuus. Tätä seikkaa ei ole otettu huomioon kartoissa. 3. Virtaamamalli Tulvavaarakarttojen laatimiseksi on arvioitu tulvavedenkorkeudet HEC-RAS 1D-virtaamamallin avulla, jonka on laatinut Ilkka Räihä MavePlan Oy:stä. Mallissa on käytetty lähtöaineistona tulvavirtaamia eri todennäköisyyksillä, mitattuja uoman poikkileikkauksia, ELY-keskuksen Liikenne ja infrastruktuuri -vastuualueen ja kunnan siltatietoja sekä mitattuja silta- ja rumputietoja. Mallin kalibroinnista on laadittu raportti "Kiiminkijoen HEC-RAS mallin laatiminen" (Räihä ja Alatalo 2012) Arviointimenetelmä vuoden 2000 suurimmalle tulvavirtaamalle: Virtaama on arvioitu hyödyntämällä Haukiputaan havaintoaseman havaittuja virtaama-arvoja. Suurin virtaama on havaittu 30.4.2000. Valuma-alueiden pinta-alan suhteen perusteella virtaama 20-tien sillalla on 534 m 3 /s. Arviointimenetelmä tulvavirtaamalle todennäköisyydellä 2 %: Virtaama on arvioitu Gumbell jakauman sovituksella hyödyntäen Haukiputaan havaintoaseman havaittuja virtaama-arvoja vuosilta 1912-2010. Valuma-alueiden pinta-alan suhteen perusteella virtaama 20-tien sillalla on 641 m 3 /s. Arviointimenetelmä tulvavirtaamalle todennäköisyyksillä 1 %, 0,4 % ja 0,1 %: Suomen ympäristökeskus on arvioinut vesistömallijärjestelmän avulla tulvavirtaamat 20-tien sillalla kullakin todennäköisyydellä (Veijalainen 2007). Virtaaman suuruuden arvioinnissa on otettu huomioon bifurkaatio Jongunjärvestä Nuorittajokeen. Virtaama 1 % todennäköisyydellä on 709 m 3 /s, 0,4 % todennäköisyydellä 772 m 3 /s ja 0,1 % todennäköisyydellä 859 m 3 /s. HEC-RAS mallin tuloksena Kiiminkijoen vedenkorkeudet on laskettu yli 100 paikkaan, joista 20 vedenkorkeusarvoa on esitetty taulukossa 1. Vedenkorkeutta kuvaavien poikkiviivojen sijainti on esitetty kuvassa 2. 2 http://www.maanmittauslaitos.fi/kartat/laserkeilausaineistot/laserkeilaamalla-tuotetaan-uutta-korkeusmallia 4/6
Taulukko 1. HEC-RAS mallin mukaiset vedenkorkeudet metreissä N 2000-korkeusjärjestelmässä kullakin tulvan todennäköisyydellä. Nro HW30.4.2000 HW2% HW1% HW0,4% HW0,1% 1 56,0 56,5 56,7 56,9 57,2 2 54,5 55,0 55,2 55,4 55,6 3 52,9 53,2 53,2 53,3 53,4 4 47,3 47,7 47,9 48,0 48,2 5 44,5 45,0 45,2 45,5 45,7 6 41,9 42,4 42,5 42,7 43,0 7 40,8 41,3 41,5 41,7 42,0 8 40,0 40,5 40,7 40,9 41,1 9 39,5 40,0 40,2 40,4 40,6 10 39,1 39,5 39,6 39,8 40,0 11 37,3 37,8 37,9 38,1 38,3 12 36,1 36,5 36,7 36,8 37,0 13 34,0 34,5 34,7 34,9 35,2 14 32,1 32,5 32,7 32,9 33,1 15 31,3 31,7 31,9 32,1 32,3 16 30,8 31,3 31,4 31,7 31,9 17 30,5 31,0 31,2 31,4 31,7 18 29,9 30,4 30,6 30,9 31,2 19 29,0 29,4 29,6 29,8 30,1 20 28,3 28,7 28,9 29,1 29,4 Kuva 2. Kartoitusalueen vedenkorkeudet on arvioitu 4 eri skenaariolla. Kartassa on esitetty 20 poikkiviivaa, joiden vedenkorkeus on esitetty taulukossa 1. SYKE on laatinut tulvavirtaamalaskelman 20-tien sillalle. 5/6
4. Tulvavaarakartat Tulvavaarakartta on laadittu ArcGIS 9.3.1 ohjelmistolla sekä sen laajennusosalla 3D Analyst 9.3. Tulvavaarakartan laatimisen periaatteet on selostettu tarkemmin Oppaassa yleispiirteisen tulvavaarakartoituksen laatimiseen (Sane ym. 2006). Tulvavaarakartat ja metatietolomake ovat saatavilla ympäristöhallinnon internet-sivulla 3, jossa kartat ovat pdf-muodossa, sekä rekisteröintiä vaativassa Oiva-palvelussa 4, jossa kartat ovat ladattavissa paikkatietoaineistona. Tulvavaarakartoissa on esitetty tulva-alueen laajuus, tulvaveden syvyys (0-0,5m, 0,5-1 m, 1-2 m, 2-3 m ja yli 3 m), tulvasuojellut alueet sekä tulvaveden korkeudet poikkiviivoina. 5. Epävarmuuksien tarkastelu Tulvavaarakartoitukseen liittyy monia epävarmuuksia, jotka vaikuttavat lopputuloksiin. Harvinaisten tulvien arviointi on likimääräistä ja malleissa on useita virhelähteitä lähtien sadannasta ja valunnasta aina virtaaman ja vedenkorkeuksien arviointiin. Tulvan todennäköisyyden arvioinnissa käytetään keskimääräistä arvoa, vaikka luottamusvälin alin ja suurin arvo voivat erota selvästi tästä arvosta. Mallissa on arvioitu bifurkaation suuruus Jongunjärveltä Nuorittajoen valumaalueelle purkautumiskäyrän avulla, mutta harvanaisilla tulvilla purkautumiskäyrää pitää jatkaa sellaisiin virtaama-arvoihin, joista ei ole havaintoja. Harvinaisen tulvan arvio on laskettu yhteen paikkaan (Kiimingin 20-tien silta) ja vedenkorkeudet on varioitu 1D-mallin avulla. Vaikka kartoituksessa on hyödynnetty tarkkaa laserkeilaukseen perustuvaa korkeusmallia, sen virhe on kuitenkin 30 cm. Alavilla alueilla tällainen korkeusvirhe voi merkitä tulvarajan siirtymistä useita metrejä tai jopa kymmeniä metrejä. Penkereiden kohdalla kapea penger voi jäädä ruutuhilalla selvästi matalammaksi kuin todellisuudessa. 6. Kirjallisuus Veijalainen Noora 2007. Ii- ja Kiiminkijoen kerran 100, 250 ja 1000 vuodessa toistuvien tulvien suuruuksien arviointi. Suomen ympäristökeskus, hydrologian yksikkö. Raportti 20.4.2007. Sane Mikko, Alho Petteri, Huokuna Mikko, Käyhkö Jukka ja Selin Mikko 2006. Opas yleispiirteisen tulvavaarakartoituksen laatimiseen. Suomen ympäristökeskus. Luonto ja luonnonvarat, Ympäristöopas 127. Räihä Ilkka ja Alatalo Hannu 2012. Kiiminkijoen HEC-RAS mallin laatiminen. Raportti 25.1.2012. Maveplan Oy. Dnro POPELY/1/0702/2011. LIITTEET (www.ymparisto.fi/tulvakartat) Tulvavaarakartat HQ30.4.2000, HQ2%, HQ1%, HQ0,4% ja HQ0,1% Tulvavaarakarttojen metatietolomake 3 www.ymparisto.fi/tulvakartat > Pohjois-Pohjanmaa 4 http://wwwp2.ymparisto.fi/ 6/6