Tulvakartat Mikko Sane, SYKE Hulevesitulvariskien hallinnan suunnittelu -koulutus 29.3.2011
Tulvatilannekuva Toiminta tulvan uhatessa ja itse tulvatilanteessa ratkaisee lopullisesti vahinkojen määrän SYKE ja ELYt: vesistötulvien tulvatilannekuva ympäristöhallinnon www-sivuilla www.ymparisto.fi/tulvatilanne SYKE Vesistömallijärjestelmä Tulvien ennustaminen jopa viikkoja etukäteen Virtaama- ja vedenkorkeus-ennusteet yli 600 kohteeseen Automaattiset sähköposti-, tekstiviesti- ja www-varoitukset Luonnononnettomuuksien varoitus- ja tilannekuvajärjestelmän (LUOVA) vesistötulvatosio
Mille alueelle tulva leviää tietyllä vedenkorkeudella? 3 Tulvavaarakartta kuvaa veden alle jäävät alueet ja vesisyvyyden sekä vallitsevan vedenkorkeuden tietyllä tulvan todennäköisyydellä.
Tulvavaarakartoitettavia tulvaskenaarioita toistuvuusajat (vuotuiset todennäköisyydet) 1/20a (5 %) 1/50a (2 %) (659/2010) 1/100a (1 %) (659/2010) 1/250a (0,4 %) (659/2010, vuotuinen tod. näk. hyvin vähäinen) 1/1000a (0,1 %) pääosin kartoitettu vesistötulvia mallinnettu myös meritulvia, jäistä aiheutuvia tulvia ja ilmastonmuutosskenaarioita rannikkoalueelta valtakunnallinen meritulvavaarakartta ~0,5 % (KM25) ja ~0,1 % (hybridi-dem 25 m) lisäksi patomurtuma-aineistot (patojen vahingonvaaraselvitykset) jatkossa myös hulevesitulvavaarakarttoja
Tulvaskenaarion virtaaman tai vedenkorkeuden määrittäminen vesistötulvilla Todennäköisyysjakaumat sovitetaan vuosittaisiin ylivirtaamahavaintoihin jokin todennäköisyysjakauma (esim. Gumbel) Vesistömallit vesistön hydrologista kiertoa ja veden kulkeutumista vesistössä kuvaava malli yhdistetään 14 vrk mitoitussadanta ja 40 vuoden sää etsitään sadannan ajoitus, joka saa aikaan suurimman tulvan saadaan simuloitu tulva, jonka toistuvuus vaihtelee mitoitussadannan toistuvuuden mukaan
Esimerkki todennäköisyysjakaumasta HQ 1/100 =1125 m 3 /s
Elevation (m) Hydraulinen mallinnus (virtausmallinnus) vedenkorkeuksien laskenta virtaamatiedoista uoman Harjoitus Plan: Muutt_01 5/15/03 poikkileikkauksille 1-ulotteiset virtausmallit (1D-mallit) helpompia käyttää uoman topografia poikkileikkauksina virtaussuunta poikkileikkaukseen nähden kohtisuora 44-200 -100 0 100 200 yleensä tasaisen virtauksen laskenta riittää, muuttuvalla virtauksella etenemisnopeus esim. HEC-RAS-virtausmalliohjelma 2-ulotteiset virtausmallit (2D-mallit) monimutkaisempiin virtaustilanteisiin (parempi leviämisen mallinnus) myös virtauksen nopeus ja suunta horisontaalisessa tasossa (x ja y) mallin kalibrointia varten tarvitaan vedenkorkeushavaintoja 51 50 49 48 47 46 45.035.035.035 Station (m) 35 34.2 34.4 34.8 Legend WS 23MAY2003 2400 33.8 Ground Bank Sta 33.4 Harjoitus Plan: Muutt_01 5/15/03 31 31.6 32.3 32.25 32.6 32.9 33.22 33.05 31.8 32.15 32 Legend WS Max WS Ground Bank Sta
Tulva-alueen määrittäminen tulva-alue ja vesisyvyys saadaan määritettyä vähentämällä vedenpinnan korkeusmallista maanpinnan korkeusmalli esim. vedenpinta 95,30 m maanpinta 93,60 m = vesisyvyys 1,70 m Vedenpinta Maanpinta Tulva-alue, vesisyvyys
Tulvavaarakarttojen käyttö perusta tehokkaalle tulvariskien hallinnalle tulvariskikartoitus alueiden käytön suunnittelu pelastustoiminnan suunnittelu tiedottaminen ja tilannekuva tulvariskien hallintasuunnitelmat www.ymparisto.fi/tulvakartat
Määritetyt tulva-alueet = tulvavaarakartat -paikkatietoaineisto tulvavaarakartoitettuja alueita tulvatietojärjestelmässä 80 eri puolilta Suomea (tilanne 3/2011), vesistö- ja meritulvat aineistopäivitys 2 kertaa vuodessa kullakin toistuvuudella (todennäköisyydellä) on oma karttatasonsa vesisyvyys vyöhykkeittäin: kuiva maa, 0-0.5 m, 0.5-1 m, 1-2 m, 2-3 m, yli 3 m, tulvasuojellut alueet ja vesistö myös tulvakartoitettujen alueiden rajat ja infoviivat (vedenpinnankorkeusviivat) sekä käytetty korkeusaineisto alueittain luovutettu: pelastustoimelle, kunnille, maakuntaliitoille, liikennevirastolle, museovirastolle, konsulteille, vakuutusyhtiöille...
Esimerkki yksityiskohtaisesta tulvavaarakartasta (Ivalo)
Lapin Kansa 26.5.2005 Tulva-alueet tulkittuna tutkasatelliittikuvasta havaittu tulva-alue
Tulvariskikartat Alttius vahingoille (haavoittuvuus) Riski» Todennäköisyys x Seuraukset Seuraukset» Vaara x Haavoittuvuus Tulvariskikartoilla esitetään tulvista aiheutuvat vahingolliset seuraukset: Asukkaiden määrä, erityiskohteet (esim. sairaalat) Tie-, energia- ja tietoliikenneverkot, vesihuolto Tulvavaarakartta Tulvariskikartta Yhteiskunnan elintärkeiden toimintojen turvaamisen kannalta merkittävä taloudellinen toiminta Ympäristön pilaantumista aiheuttavat kohteet (IPPC) VPD:n suojelualuerekisterin kohteet Lain nojalla tai kaavalla suojellut kulttuuriperintökohteet Muut tarpeelliset tiedot, kuten alueet jolla tulva voi aiheuttaa jäiden kulkeutumista tai merkittävää ympäristön pilaantumisen vaaraa
Tulvariskikarttoja
Tulvatietojärjestelmä Otettu käyttöön vuonna 2006 Kokoaa erilaisen tulvatiedon tietokantaan ja paikkatietotietojärjestelmään Tietosisältöön kuuluvat tällä hetkellä havaitut ja määritetyt tulvavedenkorkeudet ja -virtaamat havaitut ja määritetyt tulva-alueet sekä suositukset alimmista rakentamiskorkeuksista Järjestelmässä erilaista tulvatietoa n. 4500 pisteeltä/alueelta Lisäksi käytettävissä: Pelastustoimen resurssi- ja onnettomuustilasto (PRONTO) Tulvavahinkotietokanta (MMM) Liikennehäiriöt (Liikennevirasto)
Tulvatietojärjestelmä rakenne Hertta-sovellus tulvatiedon selaus, tallennus ja raportit Karttapalvelu aluemaisen tulvatiedon selaus, pinta-alat ja tulostus myös ympäristö- ja paikkatietopalvelu Oivassa (www.ymparisto.fi/oiva) Paikkatietoaineistot aluemaisen tulvatiedon paikkatietoanalyysejä ja omien karttojen laatimista varten GEO-käyttöliittymä ArcGIS:ssä voidaan toimittaa myös ulkopuolisten järjestelmiin PDF-muotoiset tulvakartat www.ymparisto.fi/tulvakartat, tulvavaara-alueet yleispiirteisellä taustakartalla metatietoineen YHA:n ulkopuolelle WWW:ssä: Oiva PDF-kartat vesistöennusteet (www.ymparisto.fi/vesistoennusteet)
www.ymparisto.fi/oiva > Hertta > Karttapalvelu
Hulevesitulvavaarakartat (1/2) Hulevesitulvia kuvaavissa tulvavaarakartoissa esitetään veden alle jäävät alueet sekä tulvan aikana vallitseva vedenkorkeus ja vesisyvyys ottaen huomioon paikalliset olosuhteet ja hulevesitulvien tarkastelussa tarkoituksenmukaiset sateiden todennäköisyydet (659/2010, 2 ) Asetuksen perustelumuistiossa tarkoituksenmukaisina todennäköisyyksinä pidetään vähäisen ja keskisuuren todennäköisyyden sateita
Hulevesitulvavaarakartat (2/2) Asetuksen perustelumuistiosta: Kuten tulvariskien alustavassa arvioinnissa myös tulvavaarakarttojen sisältövaatimuksissa otettaisiin pykälän 2 momentin mukaan huomioon hulevesitulvien olosuhteiden ja vaikutusten paikallisuus ja erilaiset mittasuhteet verrattuina vesistö- ja meritulviin. Pykälässä ei säädettäisi yksityiskohtaisesti, mitä sateiden todennäköisyyksiä hulevesitulvavaarojen tarkastelussa käytettäisiin, vaan todennäköisyydet voitaisiin määritellä tapauskohtaisesti tarkoituksenmukaisella tavalla kuitenkin niin, että tarkasteluun olisi otettava ainakin vähäisen ja keskisuuren todennäköisyyden sateet.
Tarvitaan: Hulevesitulvavaarakartan laatiminen (pintavalunta-sadantamalli) Tarkka ruutukorkeusmalli kuivatusjärjestelmä (esim. ojat) voidaan myös polttaa malliin korostamaan sen merkitystä Tiedot mitoitussateesta Maankäyttötiedot Toteutus: Tehdään korkeusmallista valunnan kertymiskartta ts. lasketaan, kuinka monesta yläpuolisesta ruudusta kuhunkin ruutuun tulee valuntaa Tiputetaan mitoitussade korkeusmallin päälle vähennetään kustakin korkeusmallin ruudusta maankäyttötietojen perusteella imeyntä- ja painannevarastohäviöt voidaan vähentää jollain tasolla kuivatusjärjestelmän perustoimintakapasiteetin verran vettä pois (* Lasketaan valunnan kertymiskartan perusteella, paljonko tutkittavan alueen korkeusmalliruutuihin tulee häviöiden jälkeen vettä ja muutetaan tämä vesisyvyydeksi Kehittyneemmät versiot: (* voidaan myös ottaa huomioon kuivatusjärjestelmä, esim. viemärit (viemärimallinnus) voidaan myös tehdä muuttuvan virtauksen mallinnusta ajan suhteen, eli pitemmissä sateissa imeyntä ja veden valunta kohti alavinta pistettä tapahtuu vaiheittain, jolloin esim. imeyntäkapasiteetti voisi pienentyä ja vesisyvyydet kasvaa ajan suhteen Juha Aaltonen, TURINA-päivät 29.-30.9.2010
2D-pintavaluntamalli Nielsen et al. 2008, 11th ICUD conference, Scotland UK
2D-pintavaluntamalli Nielsen et al. 2008, 11th ICUD conference, Scotland UK
Laserkeilaus KM2-korkeusmalli Korkeustarkkuus n. 30 cm Keilattu 2008-2010 n. 90 000 km 2 Laserkeilausalueiden sijoittamisen suunnittelu: MML/Ilmakuvakeskus Laserkeilausaineistojen myynti: MML/tietopalvelukeskus http://www.maanmittauslaitos.fi/ kartat/laserkeilausaineistot
Hulevesitulvavaaran arvioiminen ilman mallinnusta
Kevyempi menetelmä painanneanalyysi tarkasta laserkeilauksella tuotetusta KM2- korkeusmallista tunnistetut painanteet Porista painanteita muodostuu etenkin alikulkuihin, mutta myös teiden reunoille. Mikäli alikulun kuivatus esim. pumppaamalla ei toimi tai tierumpu/ hulevesikaivo menee tukkoon, täyttyy ko. painanne rankalla sateella
Tulvariskien alustava arviointi Selvitetään alueet, joilla tulvariski on merkittävä. Käytetään saatavilla olevaa tai suoraan johdettavaa tietoa. Ilmastonmuutos on otettava huomioon. tunnistetuille mahdollisille merkittäville tulvariskialueille Tulvavaarakartoitus (ainakin vähäinen ja keskisuuri tulvan todennäköisyys ( 1/100a), tulvan laajuus ja vesisyvyys) Tulvakartoitus Tulvariskikartoitus (mahdolliset vahingolliset seuraukset: asukkaat, taloudellinen toiminta ja ympäristö) Tulvariskien hallintasuunnitelmat Tulvariskien hallintatavoitteet ja toimenpiteet niiden saavuttamiseksi. Käsiteltävä kaikkia tulvariskien hallinnan näkökohtia. Keskitytään tulvien ehkäisyyn, suojeluun ja valmiustoimiin. 2011 mennessä 2013 mennessä 2015 mennessä Tulvariskien alustavan arvioinnin opas Sane 2010 Tulvantorjuntasuunnitelmista tulvariskien hallintasuunnitelmiin. Tulvatietojärjestelmä HE 30/2010 620/2010 659/2010 2010 2006 Tulvadirektiivi 2007/60/EY 2008 Parjanne 2010
Kiitos! www.ymparisto.fi/tulvat www.ymparisto.fi/hulevesi Surface Water Management Plan Technical Guidance DEFRA 2010 http://www.defra.gov.uk/environment/flooding/manage/surfacewater/plans.htm