Hämeenlinnan kaupunki HS-Vesi Oy Tiiriön valuma-alueen hulevesiselvitys Raportti 29.5.2015
29.5.2015 1 (16) Sisältö 1 JOHDANTO... 2 1.1 Suunnittelun lähtökohdat ja tavoitteet... 2 1.2 Suunnitteluorganisaatio... 2 2 SELVITYSALUEEN KUVAUS... 3 2.1 Selvitysalueen sijainti ja nykyinen maankäyttö... 3 2.2 Tuleva maankäyttö... 4 2.3 Valuma-alue ja virtausreitit... 5 2.3.1 Valuma-alue... 5 2.3.2 Päävirtausreitti... 5 2.3.3 Päävirtausreitin kuvaus välillä Tiiriöntie - Härkiluhdantie... 6 3 HULEVESIMALLINNUS... 11 3.1 Yleistä... 11 3.2 Maankäytön muutos... 11 3.3 Mallinnuksen tuloksia... 11 3.3.1 Nykytilanteessa... 11 3.3.2 Tulevassa tilanteessa... 13 4 HULEVESIEN HALLINNAN TOIMENPITEET... 15 4.1 Esitettävät toimenpiteet... 15 4.1.1 Pääuoma... 15 4.1.2 Uusi maankäyttö... 15 4.2 Kustannusarviot... 15 5 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET... 16 LIITTEET Liite 1. Liite 2. Suunnitelmakartta 1:2000 (A1) Pääuoman pituusleikkaus välillä Prisma - Härkiluhdantie (A3) Kansikuva: Valtatie 3 Takumäentien risteyssillalta etelään
29.5.2015 2 (16) 1 JOHDANTO 1.1 Suunnittelun lähtökohdat ja tavoitteet Hämeenlinnan Tiiriön alueelle on suunnitteilla maankäytön muutoksia. Alue on teollisuus- ja työpaikka-aluetta, joka tulee tulevaisuudessa entisestään tiivistymään. Tässä työssä on tarkoitus selvittää muutoksien vaikutukset valuma-alueen virtausolosuhteisiin ja näistä syntyvät hulevesien hallintatarpeet. Työssä tarkastetaan alueesta laaditun hulevesimalli nykytilanteen osalta ja rakennetaan siihen maankäytön muutosta vastaava tilanne. Mallin tarkastuksen yhteydessä tarkastetaan päävirtausuoman ja sen keskeisten rumpujen nykytilanne. Päivitetyllä mallilla tarkastellaan hulevesijärjestelmän kapasiteettia nykytilanteessa sekä tiedossa olevat maankäyttöhankkeet huomioiden. 1.2 Suunnitteluorganisaatio Selvityksen on laatinut Sito Oy ja konsultin työryhmään kuuluivat dipl.ins. Perttu Hyöty ja ins. AMK Olli Nissinen. Työn tilaajana on ollut Hämeenlinnan kaupunki ja HS Vesi Oy, yhteyshenkilöinään suunnittelija Esa Ränkman ja suunnittelupäällikkö Jarno Laine.
29.5.2015 3 (16) 2 SELVITYSALUEEN KUVAUS 2.1 Selvitysalueen sijainti ja nykyinen maankäyttö Hulevesiselvitys koskee Ojoisilta Tiiriön kautta Vanajaveteen kulkevan uoman valuma-aluetta. Rautamonoja laskee pääuomaan Paroisten jätevedenpuhdistamon pohjoispuolella. Alueen rajaus ja nykyistä maankäyttöä on havainnollistettu kuvassa 1. VA5 VA4 VA3 VA2 VA1 Kuva 1. Suunnittelualueen sijainti ja nykyinen maankäyttö 1 Suunnittelualueen pohjoisin osavaluma-alue (VA5) on pääosin rakentamatonta. Hallitsevana maankäyttötyyppinä on pelto ja harva metsäalue. Osavaluma-alueet VA2,VA3 ja VA4 koostuvat pääosin rakennetuista liike- ja työpaikka-alueista, niiden väliin jääväistä liikenne- ja osittain rakentamattomasta alueesta. Päävirtausuoman tarkempi tarkastelu on tehty näillä osavaluma-alueilla. Eteläisin osavaluma-alue (VA1) on tiiviimmin rakennettua pientalo- ja yritysaluetta. 1 Peruskartta MML.
29.5.2015 4 (16) 2.2 Tuleva maankäyttö Selvitysalueella maankäytön muuttumista on odotettavissa valtatien 3 länsipuolelle nykyisen Prisma Hämeenlinnan pohjoispuolelle, osavaluma-alueelle 2. Alueelle on suunniteltu suuri vähittäiskaupan myymälä ja siihen kuuluva maanpäällinen pysäköintialue (kuva 2). Myymälä varastoineen ja pysäköintialueineen tulee lisäämään vettä läpäisemättömän pinnan määrää osavaluma-alueella. Tontin rakentumisen myötä alueen keskeltä nykyisin kulkeva oja poistuu. Oja on toiminut hulevesien virtaamaa tasaavana rakenteena Tiiriön alueen hulevesiverkoston ja Vt 3 alittavan rummun välissä. Kuva 2. Prisma Hämeenlinnan pohjoispuolelle suunniteltu uusi maankäyttö
29.5.2015 5 (16) 2.3 Valuma-alue ja virtausreitit 2.3.1 Valuma-alue Selvityksen kohteena olevan valuma-alueen pinta-ala on kokonaisuudessaan noin 7,7 km 2. Maankäytön muutoksen kohteena olevan alueen pinta-ala on noin 3,5 ha, jolloin sen osuus koko valuma-alueesta on noin 0.5 %. 2.3.2 Päävirtausreitti Selvitysalueelta on osoitettavissa koko alueen läpi yhtenäinen virtausreitti, joka saa alkunsa Ojoisilta, jatkuu siitä Tiiriön läpi Prisman takaa valtatien 3 varteen, alittaa valtatien 3 ja yhtyy Rautamonojaan Paroisten jätevedenpuhdistamon pohjoispuolella, kääntyy itään ja alittaa kantatien 57 sekä junaradan ja jatkuu siitä Kirstulatien ja Härkiluhdan tien ali Vanajaveteen. Virtausreitin kokonaispituus on noin 5 kilometriä (kuva 3). Virtausreitti kulkee pääosan matkasta avouomana. Virtausreittiä on tarkasteltu tarkemmin maastossa Prisma Hämeenlinnan pohjoispuolelta Härkiluhdantielle saakka. Kuva 3. Päävirtausreitti sinisellä viivalla
29.5.2015 6 (16) 2.3.3 Päävirtausreitin kuvaus välillä Tiiriöntie - Härkiluhdantie Reitti kulkee leveänä avo-ojana valtatien 3 ja Prisma Hämeenlinnan välissä Takumäentien eteläpuolelle saakka, jossa se jatkuu putkitettuna NS1400 (kuva 4) ja alittaa Takumäentien sekä valtatien 3. Kuva 4. Oja jatkuu putkitettuna Takumäentien ja valtatien 3 alitse Valtatien 3 alituksen jälkeen virtausreitti jatkuu hieman alle 5 m leveänä avouomana (kuva 5) aina Paroisten puhdistamon vanhalle purkuputkelle (kuva 6) saakka. Tämän jälkeen uoma levenee huomattavasti. Kuva 5. Paroisten puhdistamon kompostikentän liittymä, liittymärummut (2 x 1300T) kohonneet tulopuolelta ja padottavat
29.5.2015 7 (16) Kuva 6. Paroisten puhdistamon purkuputki Paroisten puhdistamon vanhalta purkuputkelta kantatien 57 alittaville rummuille avouoma on pääosin 5-10 metriä leveä (kuva 7). Kantatien rampin ja itse tien alittavat rummut (kuvat 8 ja 9) olivat silmämääräisesti hyväkuntoisia, mutta niiden täyttöaste oli maastokäynnin aikana suuri. Kuva 7. Avo-oja Paroisten puhdistamon purkuputken ja kantatien 57 välillä
29.5.2015 8 (16) Kuva 8. Kantatien 57 rampin alittavat rummut 2 x B1100 Kuva 3. Kantatien 57 alittavat rummut 2 x B1100, padotusta havaittavissa Kantatien 57 jälkeen virtausreitti alittaa junaradan (kuva 10), Kirstulantien (kuva 11) ja Härkiluhdantien (kuva 12).
29.5.2015 9 (16) Kuva 4. Radan alitus kuvattuna itäpuolelta Kuva 5. Kirstulantien alitus, luiska sortunut itäpuolella
29.5.2015 10 (16) Kuva 6. Härkiluhdantien alittavat rummut 2 x T1200. Härkiluhdantien alituksen jälkeen virtausreitti jatkuu avo-ojana Vanajaveteen saakka.
29.5.2015 11 (16) 3 HULEVESIMALLINNUS 3.1 Yleistä Tässä työssä nykyisen ja tulevan maankäytön hydrologisia vaikutuksia ja hulevesijärjestelmän toiminnallisuutta arvioitiin mallintamalla. Mallinnuksen lähtökohtana oli suunnittelualueesta aiemmin laadittu nykytilaa kuvaava SWMM malli (FCG 2012). Ensimmäisessä vaiheessa tarkastettiin, vastaako malli nykytilannetta vertaamalla uoma- ja rumpukokoja sekä valuma-alueita maastosta, vanhoista suunnitelmista ja verkostokartoista saatuihin tietoihin. Tämän jälkeen mallia päivitettiin vastaamaan tulevaa muuttuneen maankäytön tilannetta ja tutkittiin sen vaikutuksia suunnittelualueella. Lisäksi tarkasteltiin tilannetta, jossa Paroisten jätevedenpuhdistamolta purkautuu tasainen 1000 l/s virtaama käsiteltyjä jätevesiä tarkasteltujen sadetapahtumien aikana. 3.2 Maankäytön muutos Lähtökohta maankäytön muutokselle oli kuvassa 2 esitetty täydennysrakentaminen Hämeenlinnan Prisman pohjoispuolelle. Alue on nykytilassa metsää ja vedet kulkevat alueen läpi valtaojissa. Tulevan maankäytön toteutuessa alue tulee olemaan käytännössä kokonaan vettä läpäisemätöntä pintaa ja nykyiset alueen läpi virtaavat hulevedet siirretään osittain kulkemaan alueen läpi viemärissä tai kierrätetään valtatien 3 vieressä alueen itäpuolelta nykyiselle päävirtausreitille. 3.3 Mallinnuksen tuloksia 3.3.1 Nykytilanteessa Nykytilanteen mallinnuksen pohjana käytettiin FCG:n laatimaa Hämeenlinnan alueen hulevesimallia. Mallia päivitettiin välillä Tiiriöntie Härkiluhdantie sijaitsevan avouoman osalta maastossa tehtyjen havaintojen ja mittausten perusteella. Muutoksia tehtiin uoman poikkileikkaukseen ja rumpukokoihin. Pääuomaan laskevan Rautamonojan valuma-aluetta ei mallinnettu, mutta pääuomaan johdettiin Rautamonojan suunnasta tasainen 900 l/s virtaama, mikä kuvaa pitkien sateiden tai lumen sulamisen aiheuttamaa tilannetta. Mallin päivityksen jälkeen tarkasteltiin pääuoman välityskykyä ja tulvaherkkyyttä eri sadetapahtumilla. Kuvissa 7 ja 8 on esitetty huippuvirtaamat 15 min 1/10a ja 15 min 1/100a sateilla sekä 60 min 1/10a ja 60min 1/100a sateilla. Huippuvirtaama valtatien alituksessa on 15 minuutin sadetapahtumalla noin 55 minuuttia sateen alkamisesta ja 60 min sadetapahtumalla noin 1 h 2 minuuttia sateen alkamisesta. Nykyisen pääuoman kapasiteetti on kaikilla sadetapahtumilla riittävä, mutta harvemmin toistuvilla sadetapahtumilla rummut aiheuttavat padotusta. Paroisten jätevedenpuhdistamon purkupisteellä ei havaittu puhdistamon toimintaan vaikuttavaa padotusta tarkastelluilla sadetapahtumalla.
29.5.2015 12 (16) Virtaama l/s 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Vt 3 alitus 15 minuutin rankkasateella (nykytilanne) 0 0:01:00 1:01:00 2:01:00 3:01:00 4:01:00 5:01:00 15min 1/10a nyk. 15min 1/100a nyk. Kuva 7. Virtaama valtatien 3 alittavassa rummussa 15 min 1/10a ja 1/100a sateilla 2500 Vt 3 alitus 60 minuutin rankkasateella (nykytilanne) 2000 Virtaama l/s 1500 1000 60min 1/10a nyk. 60min 1/100a nyk. 500 0 0:01:00 1:01:00 2:01:00 3:01:00 4:01:00 5:01:00 Kuva 8. Virtaama valtatien 3 alittavassa rummussa 60 min 1/10a ja 1/100a sateilla
29.5.2015 13 (16) 3.3.2 Tulevassa tilanteessa Tulevassa tilanteessa Prisma Hämeenlinnan pohjoispuolelle rakentuvan tontin arvioitiin olevan vettä läpäisemättömien pintojen osalta samaa tasoa kuin Prismalla (TIA 80 %). Rakennettavan tontin vedet suunniteltiin johdettavaksi pääuomaan kahdesta pisteestä. Pohjoinen purku johdetaan valtatien 3 sivuojaan viivytysrakenteen kautta ja eteläinen purku Prisman ja uuden maankäytön välille sijoitettavaan viivytysojan kautta valtatien 3 sivuojaan. Nykyiset tontin läpi purkavat uomat ohjattiin tontin länsipuolelta Prisman pohjoispuolella sijoitettavan ojan kautta valtatien 3 sivuojaan. Kuvassa 9 on esitetty ehdotetut hulevesien hallintaratkaisut alueella. Kuva 9. Hulevesien hallinta tulevan maankäytön tilanteessa Uuden maankäytön toteutuminen tulee kasvattamaan virtaamia valtatien 3 alituksessa ja pääuomassa, mutta muutokset ovat hallittavissa esitetyillä virtaamia tasaavilla toimenpiteillä. Kuvissa 10 ja 11 on esitetty huippuvirtaamat samoilla sadetapahtumilla, joilla tarkasteltiin uomaa nykytilanteessa. Virtauskäyrissä on nähtävissä kasvua Vt 3 alituksen kohdalla, mutta vaikutukset koko pääuomaan eivät uoman suuren kapasiteetin vuoksi ole merkittäviä. Paroisten jätevedenpuhdistamon purkupisteellä ei havaittu puhdistamon toimintaan vaikuttavaa padotusta tarkastelluilla sadetapahtumalla.
29.5.2015 14 (16) Virtaama l/s 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Vt 3 alitus 15 minuutin rankkasateella (tuleva tilanne) 0 0:01:00 1:01:00 2:01:00 3:01:00 4:01:00 5:01:00 15min 1/10a tuleva 15min 1/100a tuleva Kuva 10. Virtaama valtatien 3 alittavassa rummussa 15 min 1/10a ja 1/100a sateilla 2500 Vt 3 alitus 60 minuutin rankkasateella (tuleva tilanne) 2000 Virtaama l/s 1500 1000 60min 1/10a tuleva 60min 1/100a tuleva 500 0 0:01:00 1:01:00 2:01:00 3:01:00 4:01:00 5:01:00 Kuva 11. Virtaama valtatien 3 alittavassa rummussa 60 min 1/10a ja1/100a sateilla
29.5.2015 15 (16) 4 HULEVESIEN HALLINNAN TOIMENPITEET 4.1 Esitettävät toimenpiteet 4.1.1 Pääuoma 4.1.2 Uusi maankäyttö Pääuoman toimivuuden ylläpitämiseksi nykyisten rumpujen kunnostaminen ja säännöllinen puhdistaminen on suositeltavaa. Kiireellisimmät toimenpidetarpeet ovat Paroisten puhdistamon kompostikentän liittymän alittavissa rummuissa ja Kirstulantien alittavassa aukossa. Paroisten puhdistamon kompostikentän liittymän rumpujen päät olivat kääntyneet ylöspäin ja aiheuttivat padotusta. Suositeltava toimenpide tässä tapauksessa olisi kaivaa liittymä auki ja vaihtaa tilalle halkaisijaltaan nykyistä vastaavat putket. Kirstulantien aukon purkupään luiska oli romahtanut ja rumpu näytti padottavan tulopuolelta. Suositeltava toimenpide on tässä tapauksessa kunnostaa purkupää ja tarkastaa alituksen kunto sisäpuolelta. Mallinnuksen perusteella uuden maankäytön hulevesijärjestelyt tulisi toteuttaa kuvan 9 mukaisella tavalla. Toimenpiteet käsittävät nykyisten uomien kääntämisen tontin ohi, tasausaltaan tontin pohjoisosan vesille ja viivytysojan tontin eteläosan vesille uuden tontin ja Prisman väliin. Pohjoisosan tasausaltaan tilavuudeksi määriteltiin 400 m 3. Etelälaidalle sijoitettavan viivytysojan olisi leveydeltään noin 13 metriä ja pituudeltaan 50 metriä. Ojaa on mahdollista pidentää, mikäli maankäyttösuunnitelmassa tontin etelälaidalle esitetyt pysäköintipaikat jätetään toteuttamatta. 4.2 Kustannusarviot Taulukko 1. Pääuoman saneerausten kustannusarvio Toimenpide Määrä Kustannus yht. ( ) Rummun puhdistus 5 10 000 Rummun saneeraus 2 20 000 Kirstulantien aukon kuntokartoitus (kuvaus ja tutkimukset) 1 8 000 Kirstulantien luiskan korjaus 1 15 000 Taulukko 2. Uuden maankäytön viivytysrakenteiden kustannusarvio Toimenpide Määrä Kustannus yht. ( ) Tasausallas ja padotusrakenteet 400 m3 40 000 Viivytysoja ja padotusrakenteet 50 metriä 50 000
29.5.2015 16 (16) 5 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Tässä työssä laadittiin hulevesimallinnukseen perustuva selvitys Tiiriön valuma alueen hulevesijärjestelmän toiminnasta nyt ja tulevaisuudessa, kun suunniteltu maankäyttö on toteutunut. Selvitysalue käsitti ns. Ojoisilta Tiiriön kautta Vanajaveteen kulkevan ojan valuma-alueen, pinta-alaltaan noin 7,7 km 2. Alueesta laadittua hulevesimallia tarkennettiin maastokäynnin avulla. Maastossa tarkasteltiin nykyisten rumpujen halkaisijoita ja avouomien poikkileikkauksia. Mallintamalla tarkasteltiin kohdealueen päävirtausuoman toimivuutta harvinaisten 1/10a 1/100a sateiden vaikutuksia. Tarkastelut painotettiin harvinaisiin tilanteisiin, koska huleveden pääreitti johtaa moottoritietason väylien sekä pääradan alitse, joiden kuivatusjärjestelmien pitää toimia 1/100a toistuvuudella. Tarkastelut tehtiin nykytilaiselle sekä tulevan maankäytön mukaiselle tilanteelle. Nykytilanteessa päävirtausreitin avouomat ovat välityskyvyltään erittäin hyviä ja ainoastaan rumpukohdissa on havaittavissa pientä padotusta, joka ei tässä tapauksessa aiheuta ongelmia. Tulevan maankäytön toteuttamisella ei todettu olevan merkittävää vaikutusta nykyisen päävirtausreitin käyttäytymiseen. Suositeltuna ratkaisuna esitetään kuitenkin tonttivesien viivyttämistä virtaamapiikkien hallitsemiseksi. Paroisten jätevedenpuhdistamon purkuputkelle suuaukolla ei havaittu puhdistamon toimintaan vaikuttavaa padotusta millään tarkasteluissa käytetyllä sadetapahtumalla. Sito Oy