Kestävää hulevesien hallintaa kosteikoin ja viherpainantein: Life+ Keidas Tekes StormFilter Hulevesitutkimusten katsaus Lepaa 11.8. Outi Wahlroos HY Metsätiede Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases 1
Kaupungistuminen: valunta -> laatu Q l/s 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Native landscape (forest) Ilmastonmuutos ennuste: + 10...30% Pohjois-Eurooppa 30% increase or 195 l/(s*ha) 10% increase or 165 l/(s*ha) Current design rain or 150 l/(s*ha) One-way road Two-way road 10% Impervious area 25% Impervious area Low density residential 50% Impervious area 75% Impervious area 100% Impervious area 100% Extensive green roof 100% Intensive green roof Urban Oases design goal ILMASTONMUUTOS: Globaali mittakaava MAANKÄYTÖN MUUTOS: Valuma-alue mittakaava KOMPENSOIVA MAISEMARAKENNE: Paikallinen mittakaava Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases, Outi Wahlroos 2
Läpäisemätön pinta -> pintavalunta -> jäte, hukattu resurssi There is no place like no place
Hulevesiprojekteja 2012-2017 Life+ Keidas - Urban Oases : Shaping a Sustainable Future through Environmentally Functional Landscape Features; -2017 MVTT - Helsingin yliopisto / Metsätiede (koordinaattori) - Vihdin kunta - Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry (VHVSY) - Uudenmaan ELY-keskus (UUDELY) 2015-2017 Tekes StormFilter: Engineered Infiltration Systems for Urban Stormwater Quality and Quantity Management - VTT (koordinaattori) - Aalto yliopisto - Helsingin yliopisto / Metsätiede - 17 yrityspartneria, joista 4 kaupunkia Espoo, Helsinki, Mikkeli ja Vantaa 4
Life+11 ENV/FI/911 Keidas/Urban Oases-projekti 2012-2017 Valuma-alue ja maankäytön merkitys Kasvit ja mikrobit käyttöön Haaste ja mahdollisuus: hulevedet Suunnittelu ja toteutus Seuranta ja kehitys Iloitse kosteikkojen lähivirkistysarvosta! 5 Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases
Kestävä hulevesien hallinta Tiede & tekniikka & suunnittelu: win-win arki-ratkaisu Käytäntö: Vieras, puutteelliset ohjeet, suunnittelun ja odotettujen tulosten yhteys puutteellinen, rahallinen arvo puuttuu, hallinta hajaantunut eri toimijoille -> tilaa hallinnalle ei kaupunkirakenteessa ole maan päällä eikä alla -> -> Tutkimus, sovellusten kehitys ja seuranta, outreach, osallistava suunnittelu
Pikkukosteikko (3%) hallitsee hulevedet (35% läpäisemätös v-a) ja ylläpitää kasvillisuutta Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases, Outi Wahlroos 7
Life+ Keidas kohdealueet Nummela: Kilsoin puron kosteikot ja savipuro-habitaatti Viikki: Säynäslahdenpuron kosteikot ja painanteet Life+11 ENV/FI/911 Urban Oases 8
Life+ + StormFilter + project site examples Helsinki Viikki: Tiiviit katualueet Espoo Matalajärvi: Marketanpuisto Hulevesikeskus Mikkeli Likolampi: Asuinalue Source: http://www.marketanpuisto.fi/index.php?section=1 Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases 9
Hulevesikosteikot ja -painanteet Inflow: kiintoaine treatment train padoin: liukoinen - outflow: kiintoaine NYCDEP Staten Island Bluebelt NYC Drinking water watershed Microtopography -> biodiversity -> n x treatment IN IN OUT 1980 s Center for Watershed protection Tom Schueler at al. IN OUT
Biofiltration/bioretention Esimerkeistä kriittisesti hyödyntäen -> maaseokset + kasvit pieneen tilaan =? Do you have this much space available? Participatory design in a residential area: As much area for rain gardens as locals have accepted. Do you looove the lawn? Try this by bike? Maintain in winter? Maintenance? Space for snow? Detention area? Well thought even for maintenance and erosion control! Graphs: Geosyntec consultants (2011) Plant roots? They are needed by plants and microbes and also interact with their environment, sometimes in not wanted ways. Remember to engage people!
Säynäslahdenpuron valuma-alueella Satava vesi tukee biologista monimuotoisuutta? Säynäslahdenpuro tasolla 4 m pinnan alla Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases 14
Swale study sites (imn Helsinki) selected based on site characteristics and representativeness Need for stormwater solutions Possibility to replicate and retrofit solutions to current infrastructure Represents typical challenges in stormwater management Possibility to monitor outcome
Identified design process challenges Data availability (not available / costs) Delays in obtaining data Data not dated according to collection but e.g. processing / outdated data (urban space changes rapidly) Data accuracy Data in wrong format (software licenses required for data translations may be expensive) Not clear where certain data / information can be obtained from e.g. rescue roads
LATOKARTANONKAARI Combining stormwater management, landscaping, vegetation, soils, monitoring, Maintenance. Yet keep it simple! A.SJÖBERGINKATU
Puhdistaa, ei puhdista, puhdistaa? Inflow pond HERBACEOUS OPEN WATER Outflow pond WILLOWS Outflow pond Outflow 1/3 Outflow 1/3 Outflow pond Outflow 1/3 Overflow Photo: Antti Nykänen Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases, Outi Wahlroos 18
19 Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases, Outi Wahlroos
Nummelan Portti kosteikko-puisto -> TEEB Nordic 2005 2010 2011 Maps: Land Survey of Finland and Google Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases 20
Nummelan Niittu kosteikkopuisto 21 Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases
Seuranta: kasvillisuus, veden laatu ja virtaamat, kasvihuonkaasut, eliöstö, Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases
Sademäärä keskim. 660 mm keskilämpötila -3.5 C- +16 C Pasi Valkama 15.8. Photos: Pasi Valkama, VHVSY
3000 Above ground biomass at Gateway in 2014 (1 and 11 ref sites upstream) 1 Lawn 2 Cirsium 3 Poa-Calamagrostis Kasvillisuus - Rakennettu: pinnan muodot, huleveveden läsnäolo - Nopea kehittyminen, laikkuja Biomass g/m2 2500 2000 1500 1000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 Filipendula- Lysimachia-Lythrum 5 Juncus 6 Carex 7 Iris 8 Typha 9 Mix shore 10 Elodea 11 Impatiens - 140 ruohovartista, joista 4 vieraslajia (50 / 2 / 2010) - Hiilen sitominen July 2010 July 2011 July 2012 Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases Map: Emmi Mäkinen 24
Monimuotoinen kasvillisuus
Niittu:saviuoman elinympäristö - Talvikaivuu - Pohjapadot (pinta ja kulku) - Kiveys (eroosio) - Puut ja pensaat: istutus Rakennetun saviuoman rantakosteikon biomassa Kaavio: Sari Holopainen Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases, Outi Wahlroos 26
Jatkuvatoiminen seuranta Kerran viikossa -> Kerran päivässä -> 10 min välein -> SS concentration in and out of a wetland continuous vs. discrete monitoring Continuous monitoring Water samples IN OUT IN OUT Min 4 4 15 13 Max 962 333 100 140 Mean 42 38 45 53 Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases Graph: Joose Mykkänen 27 and Pasi Valkama
On-line mittaukset 10 minuutin välein Sameus Sähkönjohtokyky Veden lämpötila DO ph Pinnankorkeus ja virtaama NO3-N DOC CH 4 ja CO 2
Huleveden laatu, vuodenajat Kaavoitus Nummela Portti-kosteikko: 0,1% pinta-ala valuma-alueesta Kaavoitus : Niittu kosteikkopuisto (0,3%) 5 2 4 1 3 Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases Continuous monitoring: Luode Consulting Oy Graphs: Pasi Valkama, Emmi Mäkinen, Outi Wahlroos 29
Rakennetun kosteikon kehitys: kiintoaineen pidätys & ruohovartiset lajit Niittu kosteikko Portti kosteikko 120 50 Graph and photo: Pasi Valkama, VHVSY
Kosteikkoketjun vaikutus veden laatuun Kosteikot, rakentamisvuosi ja pintaala valuma-alueesta Niittu, 2013-2015, 0,3% ja Portti, 2010, 0,1% Kiintoaineen reduktio kevättalvella Lumen sulanta Niittu 4% + Portti 13% = 17% Sulantaa seuraava rakentamisjakso Niittu 22% + Portti 9% = 31% Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases Datan analyysi: Pasi Valkama, VHVSY 31
Huoltotarve Nummela Portti kosteikko 05112015, 6.kasvukauden jälkeen Inflow stilling pond / Sisääntulon vaimennusallas Outflow setlling pond / Purun laskeutusallas 32
Sammakkoeläimet - Määrän seuranta perustetuilla habitaateilla -?: sink habitats, veden laatu, talvehtiminen Site Construction year Inundated area (ha) Number of frogspawn clusters in spring 2014 2015 Gatew ay w etland (E) 2010 0.4 27 36 36 Niittu pocket w etland (B) 2011 0.1 > 115 129 91 Niittu flood meadow (D) 2013 0.4 0 44 230 Niittu w etland main pool (C) 2013 2014 0.9 0 6 2 Niittu braided w etland (A) 2013 2014 0.1 6 57 75 33 Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases
Vesiselkärangattomat Veden selkärangatonlajiston kehitys Koostumus: sukkessio ja ympäristötekijät Hyvinvoinnin indikaattori: veden laatu, biologinen monimuotoisuus, häiriötila Selkärangattomien lukumäärä Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases Graph: Sari Holopainen 34
Kasvihuonekaasut, esim. metaani Eddy covariance Concentration in water Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases Chambers Graphs: Maria Tolppanen, Anne Ojala, Sami Haapanala, Pasi Valkama, Outi Wahlroos and Emmi Mäkinen
Ympäristökasvatus ja -koulutus Virkistyskäyttö Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases 36
Ekosysteemipalveluiden arvo? Rahoitus hulevesimaksut? Perustaminen kilpailutukset! Waterworks park, Renton, WA Wastewater Treatment Wetland Park, Arcata, CA
Willingnes to pay, Nummela Gateway, cv 2013 Familiarity with concept of wetland Fully familiar 13 % No answer 3 % None 8 % Contingent valuation scenario - A good: stormwater wetland ESS - A policy and/or project: WFD, urban oases - A Payment: stormwater fee Familiar 23 % Never been there 23 % Multiple 0,02 Other 8 % Enjoy nature 5 % A little 52 % Main use of wetland No answer 8 % Out with kids 18 % Walk / jogging 36 % Results: - Diverse fauna and flora and changing landscape appreciated - Stormwater fee accepted as a reasonable vehicle to pay (protests only 10%) - Median -> 80,000 Eur / year / Kilsoi stream watershed Mean SD Median Arithmetic Willingness to Pay The extent of deviation in the group Middle number of a group 30.90 Eur 34.72 Eur 20.00 Eur Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases Graphs: Mika Rekola
Tavoitteet ja kestävä kehitys
Jatko: Valuma-alue suunnittelun mittakaavana; ilmastonmuutokseen sopeutuminen ja hillintä; kasvillisuuden ja luonnonmateriaalien kestävä käyttö maisemarakentamisessa; eliöstö vs kaavoitus ja ympäristön tila... Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases 40
Graph Andy Taylor Kuumasta ja erodoituvasta rinteestä taajamakeitaaksi -> veden laadun muutosta ei voi seurata kun vettä ei purkaudu 2006 2010 N. 3% p-a = kosteikko N. 35% p-a = läpäisemätön Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases 2014 41
http://www.helsinki.fi/taajamakeitaat
Kiitos! Photo: Antti Nykänen September 2015, after six growing seasons. Life+11 ENV/FI/911 Keidas Urban Oases 43