Liite 5 999 Ylivieskan kaupunki Savarin alueen hulevesiselvitys Hulevesiselvitys Päivitys 14.12.2016 HKM Infra Oy Nikolaintie 6 A 62200 KAUHAVA (06) 434 2300 www.hkminfra.fi
Sisällysluettelo SAVARIN ALUEEN HULEVESISELVITYS... 1 1. YLEISTÄ... 3 2. NYKYTILANNE... 4 3. MAASTOMALLI... 4 4. HULEVESIEN HALLINTA... 5 5. HULEVESIEN MITOITUSPERUSTEET... 8 6. HULEVESIJÄRJESTELMÄ PELASTUSTILANTEESSA... 10 7. YHTEENVETO... 10 Piirustukset Piirustuksen nimi ja mittakaava Selitys Päiväys Piirustus nr - Maaperäkartta 1:10 000 943.102 - Suunnitelmakartta 1:2 500 943.103 HKM Infra Oy 2
YLIVIESKAN KAUPUNKI SAVARIN ALUEEN ASEMAKAAVALAAJENNUKSEN HULEVESISELVITYS 1. Yleistä Ylivieskan kaupunki laajentaa Savontien varrelle sijoittuvaa Savarin asemakaava-aluetta. Savarin asemakaavalaajennuksen alueelle voi sijoittua liikeja teollisuuslaitoksia. Laajennusvaiheen pinta-ala on 42 ha. Savarin kaavoitettavalle alueelle on tämän toimeksiannon yhteydessä tehty hulevesiselvitys. Toimeksiannon tarkoituksena oli selvittää alueen hulevesien määrää ja käsittelymahdollisuuksia. Hulevesiselvitystä varten on tarkasteltu lähinnä Ollilanojan ja Savarin asemakaava-alueen valuma-aluetta. Ollilanojan valuma-alue on kooltaan n. 620 ha, alueeseen sisältyy myös Savarin alue. Ollilanojan valuma-alueen lisäksi alueen hulevesin hallintaan vaikuttaa myös Ollilanojan länsipuoleisen Katajanojan laajan valuma-alueen (4 400 ha) valumavedet. GTK:n maaperäkartan mukaan tarkastelualueen maaperä on pääasiassa moreenia, hiekkaa, savea ja kalliota. Alue ei sijaitse tunnetulla pohjavesialueella. Kuva 1. GTK, maaperäkartta HKM Infra Oy 3
2. Nykytilanne Ylivieskan keskusta-alue on laajentunut Savontien varteen sinne rakentuneen kauppa- ja teollisuuskeskittymän ansioista. Ollilanojan vedet yhtyvät Katajanojaan kahdessa kohtaa, Ollilanojankadun pohjoisosan ja sen länsipuolisten alueiden vedet johdetaan Katajanojaan länteen sijoittuvalla ojastolla. Eteläosassa Ollilanojan kulkusuunta on nykyisellään käännetty kulkemaan Savarin alueen etäläpuolta ja siihen johtuvat alueen eteläosan vedet. Valuma-aluekartan mukaan Ollilanoja on ennen alueen muuntumista purkautunut suoraan Kalajokeen. Savarin alueella yhdistynyt Ollilanoja ja Katajanoja jatkuu Katajanojana kulkien asuntoalueiden ja keskusta-alueen läpi purkautuen noin neljän kilometrin etäisyydellä Savarin alueesta luoteeseen Kalajokeen. Kuva 2. Syke, uomaverkosto ja valuma-alueet Laserkeilausaineistosta laaditun maastomallin ja rakennetun alueen kuivatusjärjestelyjen mukaan alueen hulevedet päätyvät lopulta eri reittejä myöden Katajanojaan. 3. Maastomalli Suunnittelualueen maastomalli on laadittu tilaajan laserkeilausaineistosta. Suunnitelmat on sijoitettu ETRS-GK23 koordinaatistoon. Korkeudet on sidottu N2000-korkeusjärjestelmään. HKM Infra Oy 4
4. Hulevesien hallinta Kuntaliiton hulevesiopas 2012 esittää yleisiä periaatteita hulevesien hallinnasta. Periaatteita ovat: hulevesien muodostumisen estäminen hulevesien määrän vähentäminen, eli käsittely ja hyödyntäminen niiden syntypaikalla johtaminen suodattavalla ja hidastavalla järjestelmällä johtaminen yleisillä alueilla oleville hidastus- ja viivytysalueille, esim. kosteikkoihin johtaminen purkuvesiin tai pois alueelta Suomen olosuhteisiin soveltuvia menetelmäkohtaisia mitoitusohjeita hulevesien luonnonmukaisille hallintamenetelmille ei ole toistaiseksi laadittu. Kuntaliiton julkaisussa Hulevesiopas 2012 on esimerkein kerrottu eri kaupunkien hulevesiohjeistuksista. Yhtenäisten mitoitusohjeiden puuttuessa hulevesien luonnonmukaiset hallintamenetelmät on mitoitettu samoin periaattein kuin sadevesiviemäröinti. Koska hulevesien luonnonmukaisilla hallintamenetelmillä pyritään kokonaan tai osittain korvaamaan sadevesiviemäröinti tulisi ne mitoittaa siten, että niillä pystytään johtamaan ja käsittelemään vähintään se vesimäärä kuin mitä sadevesiviemäreilläkin. Yleensä sadevesiviemäreiden mitoituksessa käytetty mitoitussade on kerran 2-3 vuodessa toistuva 10 minuuttia kestävä rankkasade, voimakkuudeltaan n. 120 130 l/s*ha. Sadevesiviemäröinnin tulisi pystyä johtamaan tämän sateen aiheuttamat hulevedet ilman ongelmia. Luonnonmukaiset menetelmät ovat suurelta osin virtaamaa viivyttäviä ratkaisuja, jolloin niiden mitoituksessa tulisi huomioida peräkkäisten sateiden mahdollisuus. Tällaisessa tilanteessa viivytysrakenteet eivät ole vielä tyhjentyneet hulevedestä ennen uutta sadetapahtumaa. Tästä johtuen mitoitusperusteena on syytä käyttää harvemmin toistuvaa sadetapahtumaa kuin sadevesiviemäreiden mitoituksessa yleensä käytettyä kerran 2-3 vuodessa toistuvaa 10 minuutin rankkasadetta. Näillä perusteilla rakennettujen alueiden sisälle tulevien huleveden luonnonmukaisten hallintamenetelmien mitoituksessa esitetään käytettäväksi kerran viidessä vuodessa toistuvaa 10 minuutin rankkasadetta voimakkuudeltaan 160 l/s*ha. Harvemmin toistuvan mitoitussateen käyttö johtaisi ylimitoitukseen, jonka suurin haitta olisi menetelmien kohtuuton tilantarve. Mitoituksessa on kuitenkin otettava huomioon menetelmäkohtaiset vaatimukset. Mitoitussateen ylittävien, poikkeuksellisen suurten ja rankkojen sateiden aiheuttamien hulevesien hallitsemiseksi rakennetuille alueille tulee suunnitella tulvareitit, joita pitkin vesi voi purkautua haittaa tai vahinkoa aiheuttamatta. Hulevesien vähentäminen on tärkein osa hulevesien hallintaa. Tarkastelun perusteella koko Savarin ennemmin rakennetun ja nyt kaavoitettavan, itäosan alueen hulevedet päätyvät Katajanojaan. Savarin alueelta Katajanojaan viivytysaltaan III kohdalle voi kertyä hulevesiä n. 600 ha alueelta. HKM Infra Oy 5
Ollilanojan aikaisempia, nykyisiä ja tulevia hulevesimääriä on arvioitu käyttämällä rakentamattomalle, luonnontilaiselle Ollilanojan valuma-alueelle (n. 600 ha) valumiskerrointa φ 0,1 ja rakennetuille kaupan- ja teollisuuden korttelialueille valumiskerrointa φ 0,8. Tarkastelualueelta on rakentamattomana, ennen Savarin alueen rakentamista luonnontilaisena päätynyt Ollilanojan johdettavaksi mitoitussateesta n. 6 000 m 3 hulevesiä, olettaen luonnontilaisen alueen valumiskertoimen φ olevan 0,1. Tarkastelualueen koosta johtuen hulevedet ovat päätyneet Savarin kohdalle pitkällä viipymällä ja maaperätietojen perusteella alueella tapahtuu myös imeytymistä. Viimeistään Savarin aikaisemman rakennusvaiheen aikana Ollilanojan vedet on liitetty purkautumaan Katajanojaan. Savarin aikaisemmat rakennusvaiheet ovat muuttaneet Katajanojaan tulevaa vesimäärää n. 5 500 m 3, lisäten mitoitussateella tulevan vesimäärän Ollilanojasta Katajanojaan 11 500 m 3. Savarin alueen ollessa täyteen rakennettu kertyy alueelta tarkastelutavasta riippuen n. 15 000 m 3 hulevettä mitoitussateella. Ilman viivytysjärjestelmiä viipymäaika lyhenee ja hulevedet ovat purkupisteellä aiempaa nopeammin lisäten paisumista alavilla alueille. Savarin alueen hulevesien viivytysjärjestelyillä tulee pyrkiä siihen, että kaikkia muodostuvia hulevesiä pystytään viivästyttämään alueella ja Katajanojan virtaamat säilyvät nykyisellään tai niitä pystytään pienentämään rakennettavien viivytysjärjestelyjen ansiosta. Hulevesialtaiden mitoituksessa tulee pyrkiä siihen, että kaikkien tarkastelualueiden hulevesiä pitää pystyä viivyttämään altaissa vähintään 0,5 tuntia ja toisaalta altaiden pitäisi tyhjentyä 48 tunnin kuluessa niiden täyttymisestä peräkkäisten sateiden huomioimiseksi. Hulevesimäärän mitoittamista varten aluetta tarkasteltiin maanpintamalliin perustuvaan vesien johtumissuuntien perusteella. HKM Infra Oy 6
Kuva 3. tarkastelu-alueet. Tarkastelualueen I muodostaa Savarin uusi asemakaava-alue ja sen yläpuolella oleva Ollilanojan valuma-alue. Asemakaava-alueen koko on n. 42 ha ja Ollilanojan Savarin alueen yläpuolisen valuma-alueen koko on 473 ha, yhteensä siis 515 ha. Hulevesitarkastelu on laadittu sillä oletuksella, että tarkastelualueen hulevedet johdetaan viivytettäväksi hulevesialtaaseen I. Asemakaava-alueen laajennuksen osalta myös aluekuivatuksen järjestäminen avo-ojituksella ja erilaiset tonttikohtaiset viivytysratkaisut soveltuvat hulevesien viivytysvaihtoehdoksi. Tarkastelualueen II muodostaa maastollisesti hulevesialtaan I alapuolelle jäävä Katajanojaan purkava käännetyn Ollilanojan osuus. Tarkastelualueen II pinta-ala on n. 21 ha. Tarkastelualueen hulevedet on suunniteltu viivästettävän altaassa II. Tarkastelualue III on Savarin aikaisemmin rakennetun alueen pohjois- ja länsiosa karttarajauksen mukaisesti. Tarkastelualue on muodostettu rakennettujen ojastojen ja vesien virtaussuuntien perusteella, alueen pinta-ala on n. 32 ha. Alueelta kertyviä hulevesiä viivästytetään hulevesialtaassa III. Suunnitelmassa esitetyt hulevesialtaat sijoittuvat kaupungin maanomistuksen alueille. Kartalla esitetyt tilavaraukset osoittavat, että alueille voidaan rakentaa tilavuudeltaan riittävä viivytyskapasiteetti. HKM Infra Oy 7
Kuva 4. kaupungin maanomistusalueet. 5. Hulevesien mitoitusperusteet Hulevesimääriä laskettaessa liike- teollisuusalueiden valumakertoimena φ on käytettyä yhdistelmäarvoa 0,8, sateen rankkuutena 160 l/s*ha ja sateen kestona 10 minuuttia kestävää rankkasadetta. Luonnontilaisten alueiden valumakertoimena φ on käytettyä yhdistelmäarvoa 0,1, sateen rankkuutena 160 l/s*ha ja sateen kestona 10 minuuttia kestävää rankkasadetta. Tarkastelualue I Hulevesien viivytysjärjestelmien mitoituksessa on käytetty yllä esitettyjä periaatteita. Alueelta I tuleville hulevesille on suunnitelmakarttaan esitetty viivytysjärjestelmää jossa tilaa 15 000 m 3 hulevettä. Mitoituslaskelman (Vmit = φ A i t ) mukaan tilavuustarve viivytykselle on = 0,8 42ha 160l/s ha 600s = 3 226 m 3 + 0,1 473ha 160l/s ha 600s = 4 541 m 3. Tarkastelualueen I hulevesiä varten tarvittava viivytystilavuus on yhteensä n. 7 800 m 3. Esitetyssä altaan tilavuudessa 15 000 m 3 on huomioitu mahdollisuus itäpuolen louhoksen ylivuotovesien viivyttämiseen. Mikäli louhosvedet voidaan ohjata muualle tai niiden määrä tarkentuu, voidaan allastilavuutta muuttaa sen mukaisesti. Viivytystilan tarve voidaan ratkaista rakentamalla suunnitelmakartalla 999.103 esitetty hulevesiallas I. Vaihtoehtoisesti Savarin asemakaavaalueen laajennusosan hulevesiä voidaan viivyttää katujen varsille rakennet- HKM Infra Oy 8
tavilla avo-ojilla joista vettä puretaan vähitellen. Savarin alueen laajennusosalla on katupituutta n. 1 800 m. Katujen osuudelle voidaan avo-ojilla saada viivytystilavuutta n. 1 1,5 m 3 /m, eli laajennusalueelle n. 3 600 m 3 5 000 m 3. Katujen varsille rakennettava viivytystilavuus edellyttää, että alueellinen kuivatus hoidetaan avo-ojin ja alueen rakennukset rakennetaan sellaiselle korkeustasolle, että avo-ojien lyhytaikaisesta tulvimisesta ei aiheudu niille haittaa. Muita mahdollisia keinoja tarkastelualueen I hulevesien viivyttämiseen ovat kaavaan varattavat useat pienemmät viivytysrakenteet tai tonttikohtaiset hulevesikasetit. Tonttikohtaiseen hulevesien viivytykseen päädyttäessä esitämme, että vettä läpäisemättömiltä pinnoilta tulevia hulevesiä viivytetään niin, että viivytystilavuutta on yksi kuutiometri jokaista vettä läpäisemätöntä sataa neliömetriä kohden (1 m 3 /100 m 2 ). Tontilla järjestettävä 1 m 3 /100 m 2 vettä läpäisemätöntä pintaa riittää varastoimaan 10 mm sademäärän. Savarin alueen laajennusalueen pohjoispuolelle, kaavassa osoitetulle viherkaistalle on esitetty rakennettavaksi loivaluiskainen oja johon ohjattaisiin myös alueen itäpuolella olevan louhoksen ylivuotovesiä. Louhoksen ylivuotovesien johtamiseksi on tutkittu myös mahdollisuutta johtaa niitä suoraan pohjoisen suuntaan ja sitä kautta Kalajokeen. Maastomallitarkastelun perusteella reittiä ei pystytty määrittämään. Tarkastelualueella I hulevesien suositellut viivytysratkaisut ovat järjestyksessä, allasviivytys, hulevesien viivytys alueen avo-ojissa ja tonttikohtaiset viivytysjärjestelmät. Tarkastelualue II Alueelta II tuleville hulevesille on suunnitelmakarttaan esitetty viivytysallasta tai kosteikkoa jossa tilaa 2 000 m 3 hulevettä. Mitoituslaskelman (Vmit = φ A i t ) mukaan tilavuustarve viivytykselle on = 1 612 m 3. = 0,8 21ha 160l/s ha 600s Hulevesialtaan II kohdalla tila on rajallinen, mutta Latvalantien lounaispuolella on kaupungin omituksessa olevaa maa-aluetta. Rakentamattomien tonttien osalta esim. Wetterin tontin itäpuolisen alueen hulevedet saattaa olla mahdollista johtaa hulevesialtaalle I. Koska tarkastelualue II on jo lähes rakennettu, voidaan hulevesien suositeltuna viivytysratkaisuna pitää allasviivytystä. Alue III Aluetta III on tarkasteltu sillä periaatteella, että hulevedet 32 ha osalta, Kettukallionkadun pohjoispuolen korttelien ja Ollilanojankadun länsipuolen hulevedet Hakatiehen saakka voidaan johtaa hulevesialtaaseen III. Alueelta III tuleville hulevesille esitetään suunnitelmakartalla 943.103 ehdotettu vii- HKM Infra Oy 9
västysallasta III. Alueen rakennusasteesta ja kuivatustavasta johtuen alueen sisäistä hulevesien viivytystä ei voitane enää rakentaa. Mitoituslaskelman (Vmit = φ A i t ) mukaan tilavuustarve viivytykselle on = 2 458 m 3. = 0,8 32ha 160l/s ha 600s Laskelmassa esitetty viivytystilan tarve esitetään ratkaistavaksi viivytysaltaalla. 6. Hulevesijärjestelmä pelastustilanteessa Savarin asemakaava-alueen kuivatusjärjestelmä on esitetty rakennettavaksi avo-ojaperiaatteella. Hulevesitarkastelussa alueelle esitetään rakennettavaksi viivytystilavuutta avo-ojissa ja viivytysaltaissa vajaat 10 000 m3. Viivytysjärjestelmien kautta tarkastelualueen hulevedet päätyvät lopulta ojaan joka laskee vetensä Kalajokeen. Pelastuslaitoksen näkökulmasta haasteen alueen vesienjohtamiselle asettaa onnettomuuden sattuessa kiinteistöltä tai pelastustehtävästä vapautuvat ympäristölle haitalliset aineet. Kuivatusjärjestelmä on pystyttävä sulkemaan siten, että haitalliset aineet eivät pääse leviämään ympäristöön. Savarin alueelle esitetyt avo-oja- ja allasjärjestelmät on helposti rajattavissa pelastustehtävän sattuessa pienempiin osajärjestelmiin joissa mahdollisesti haitallisia vesiä voidaan pidättää. Avo-ojien ja altaiden jakaminen osajärjestelmiin voidaan toteuttaa tukkimalla järjestelmä rajatusti huonosti vettäläpäisevällä maa-aineksella, kuten savi, siltti tai moreeni. 7. Yhteenveto Savarin alueen rakentamisesta johtuen Ollilanoja purkaa vetensä nyt ja tulevaisuudessa Katajanojaan. Savarin alueen laajentuessa vettäläpäisemätöntä pintaa muodostuu lisää ja hulevesivirtaamat ja hulevesimäärät lisääntyvät. Katajanoja kulkee maasto-olosuhteiltaan alinkoisten alueiden läpi ja lisävirtaamat tulevat aiheuttamaan paisumista alavilla alueilla. Suunnitelmassa on esitetty hulevesien viivyttämiseen allastyyppisiä ratkaisuja. Suunnitelmassa esitetyillä allaspinta-aloilla altaiden syvyydet ovat noin 0,5 m syvyisiä. Altaat voivat olla tyypiltään tulvaniittyjä, tulvatasanteita tai jopa kosteikkotyyppisiä, niihin voi rakentaa saaria tai niitä voi muuten maisemoida maastoon sopivaksi. Altaat purkavat ylivuotokynnyksen alapuolisia, alivirtaaman mukaisia vesiä alustavasti DN 300 kokoisen putken kautta. Ylivuotokynnysten korkeustaso ja purkuputken koko tulee määrittää varsinaisen rakennussuunnittelun yhteydessä. Tonttikohtaiset viivytysjärjestelmät voivat purkaa viivytystilavuuttaan tilavuutta alustavasti DN 200 kokoisella putkella. Alueelliseen ja katurakenteen kuivattamiseen käytettyjen avo-uomien tilavuus on mahdollista huomioida viivytystilavuutta määritettäessä ottaen HKM Infra Oy 10
huomioon myös kastumiselle alttiit alimmat rakenteet. Vaihtoehtoisesti itäpuolen hulevesille voidaan esittää kaavamääräyksiin tonttikohtaisia hulevesien käsittelymenetelmiä. Käsittelymenetelmät voivat olla viivytysaltaita, -painanteita, vettä läpäiseviä pintoja tai maanalaisia säiliöitä. Maanalaisina säiliöinä kysymykseen tulevat erilaiset lähinnä erilaiset hulevesitankit ja yhtenä vaihtoehtona kallioisilla alueilla, tai louherakenteissa hulevesien viivytys louhepenkereen tyhjätilavuudessa. Louhepenkereessä tyhjätilaa voi olla luokkaa 30 % louhepenkereen kokonaistilavuudesta. Louhepenkereessä olevan viivytystilan huoltaminen sen tukkeennuttua on hankalaa. Hulevesien käsittelyssä huomioita tulee kiinnittää myös teollisuus- ja katualueilta kertyvien hulevesien laatuun, koska hulevesissä saattaa olla haitallisia aineita. Rakennuspaikkakohtaisesti voidaan todeta, että 1 m 3 /100 m 2 vettä läpäisemätöntä pintaa riittää varastoimaan 10 mm sademäärän ja sitä voidaan pitää määrällisesti riittävänä. Kokonaan rakennettuna Savarin kolmelta tarkastelualueelta, ennen niiden purkua Katajanojaan, tulisi löytyä viivytystilaa n. 19 000 m 3 hulevettä. Hulevesien viivytysjärjestelmien paikoiksi on suunnitelmassa esitetty karttatarkastelun pohjalta sellaiset sijainnit joihin vesiä voidaan korkeussuhteiden ansiosta johtaa, kaavoituksen yhteydessä valitaan sijainnit joihin viivytysjärjestelmiä on mahdollista sijoittaa teknistaloudellisessa mielessä. Viivytysjärjestelminä voivat toimia useammat pienet järjestelmät yhdessä tai suuremmat allasyksiköt. Ehdotukset kaavamääräysten laadintaan ja suositeltavat kaavamääräykset Seuraavia yleisiä periaatteita tulisi noudattaa kaavamääräysten laadinnassa Kaavamerkintä alueellisen hulevesien tasausaltaan tilavaraukselle. Alueen osa, jolle tulee tehdä hulevesiä viivyttävä ja tulvavesiä hallitseva alueellinen paisumistila tai allas. Alueellisten hulevesialtaiden tilavuus tyhjenee maksimitilanteesta vähintään 48 h kuluessa. Kaavamerkintä hulevesireiteille, jotka ovat yhteydessä hulevesialtaisiin Hulevesijärjestelyt on sovittava vierekkäisten tonttien kesken. (Tonttien rajalle rakennettava ojamainen hulevesien paisuntatila). Kortteli- ja tonttikohtaiset järjestelmät tyhjenevät viimeistään 12 tunnin kuluessa täyttymisestään ja niistä on oltava hallittu ylivuoto yleisen alueen johtamisreiteille tai viivytysjärjestelmiin. Kortteli- ja tonttikohtaisten viivytysjärjestelmien viivytystilavuus ei saa täyttymisestään tyhjentyä alle 0,5 tunnissa. Korttelikohtainen hulevesien viivytysvaatimus tiiviimmin rakentuvilla alueilla (esim. KM ja T) on 10 mm laskettuna läpäisemättömien pintojen määrän mukaisesti(1 m³/ 100 m²). HKM Infra Oy 11
Korttelikohtaisiksi hulevesien hallintaa koskeviksi kaavamääräyksiksi esitetään: Hulevedet tulee ensisijaisesti imeyttää ja viivyttää korttelialueella. Hulevesien imeyttämistä tulee edesauttaa materiaalivalinnoilla. Muodostuvien hulevesien määrää tulee vähentää esimerkiksi käyttämällä yhtenäisiä istutusalueita ja pysäköintialueilla mahdollisimman paljon läpäiseviä pintamateriaaleja. Vettä läpäisemättömiltä pinnoilta tulevia hulevesiä tulee viivyttää alueella siten, että viivytyspainanteiden, -altaiden tai -säiliöiden mitoitustilavuuden tulee olla 1,0 m 3 /100m 2 vettä läpäisemätöntä pintaa kohden. Viivytyspainanteiden, - altaiden ja säiliöiden tulee tyhjentyä 12 tunnin kuluessa täyttymisestään ja niissä tulee olla suunniteltu ylivuoto. Savarin alueen kunnallistekniikan suunnittelun yhteydessä tulee esittää hulevesireitit viivytysaltaille ylivuotojärjestelyineen. Loppupäätelmänä esitämme, että Savarin alueen hulevesien viivyttämisen kokonaisratkaisuksi valittaisiin hulevesien viivytysaltaat. Alueelta on osoitettavissa tarpeellinen allastilavuus hulevesien viivyttämiseen alueella. HKM Infra Oy Jouni Mäenpää Petri Mäenpää HKM Infra Oy 12