KALA 26.9.2011, Asia 54,, Liite 2.7 VANTAAN KAUPUNKI HULEVESISELVITYS TECHNOPOLIS HELSINKI-VANTAA 07.02.2011
SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO... 1 1.1 Selvityksen lähtökohdat... 1 1.2 Selvityksen organisaatio... 1 1.3 Käsitteitä... 1 2 SELVITYSALUE JA SEN NYKYTILA... 2 2.1 Selvitysalue... 2 2.2 Valuma-alueet ja reitit... 2 2.3 Maaperä ja pohjavedet... 3 2.4 Luontoarvot... 4 2.5 Maankäyttö... 4 2.6 Hulevesivaikutukset nykytilanteessa... 5 3 RAKENNETUN TONTIN HULEVEDET... 6 3.1 Suunniteltu maankäyttö... 6 3.2 Hulevesimäärät... 6 4 HULEVESIEN HALLINTA... 6 4.1 Hulevesien hallinnan tarve... 6 4.2 Hulevesien hallintamenetelmien kuvaus... 7 5 ESIMERKKEJÄ ALUEELLE SOPIVISTA HALLINTAMENETELMISTÄ... 7 5.1 Biopidätysalue... 7 5.2 Viherpainanteet... 9 5.3 Viherkatot...10 5.4 Maanalaiset viivytys- ja imeytyskaivannot...11 5.5 Viivytysalueet...12
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 1 VANTAAN KAUPUNKI HELSINKI-VANTAA TECHNOLPOLIS HULEVESISELVITYS 1 JOHDANTO 1.1 Selvityksen lähtökohdat 1.2 Selvityksen organisaatio 1.3 Käsitteitä Työssä on laadittu selvitys hulevesien laadullisesta ja määrällisestä muutoksesta kortteleissa 52401 ja 52400. Selvityksen lähtökohtana on vertailla tontin nykyistä ja kaavamuutoksen mukaisen rakentamisen jälkeistä tilannetta. Vertailua ei tehdä voimassa olevaan asemakaavaan, koska kaavan vahvistamisen yhteydessä ei ole tehty hulevesiselvitystä. Tontille on jo ensimmäisessä vaiheessa rakennettu voimassa olevan kaavan mukaisesti kortteliin 52400 toimistorakennus. Tämän työn tarkoituksena on selvittää miten hulevesien määrät muuttuvat ja miten hulevedet on huomioitava jatkosuunnittelussa, jotta hulevesistä ei aiheutuisi haittaa tontilla ja purkureitin vesistöille ja rakennuksille. Selvitys on jaettu kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa on tarkasteltu selvitysalueen nykytilaa ja voimassa olevan kaavan mukaisen maankäytön vaikutuksia hulevesien määrään. Selvityksen toisessa osassa tarkastellaan haettavan kaavamuutoksen vaikutuksia hulevesien hallinnan tarvetta ja siihen soveltuvia menetelmiä. Selvitys on tehty konsulttityönä FCG Finnish Consulting Group Oy:ssä, jossa selvitystyöhön osallistuivat dipl.ins. Perttu Hyöty ja Ins. Juha-Pekka Saarelainen. Työn tilaajana ja yhteyshenkilönä on toiminut Jari Lonka Arkkitehtitoimistosta Larkas & Laine. Valunnalla tarkoitetaan sitä osaa sadannasta, joka virtaa vesistöä kohti maan pinnalla, maaperässä tai kallioperässä. Hulevesillä tarkoitetaan rakennetuilta alueilta muodostuvaa, sade- tai sulamisvesien aiheuttamaa pintavaluntaa. Hulevesien aiheuttamien haitallisten vaikutusten ehkäisemiseksi on suunniteltu vaihtoehtoisia hallintamenetelmiä, joilla hulevesien määrää ja laatua pyritään kontrolloimaan siten, että veden kiertokulku alueella rakentamisen jälkeen olisi mahdollisimman paljon luonnontilaisen kaltainen. Keinoja hulevesien hallintaan ovat mm. päällystettyjen pintojen minimoiminen syntyneiden hulevesien imeyttäminen maaperään epäpuhtauksien vähentäminen hulevesistä suodattamalla, laskeuttamalla ja kasvillisuuden avulla hulevesien viivyttäminen, eli pintavalunnan jakaminen pitkälle ajanjaksolle Hulevesien vaihtoehtoisten hallintamenetelmien toteuttaminen vaatii perinteiseen sadevesiviemäröintiin verrattuna enemmän tilaa ja niiden kustannukset etenkin ylläpidon osalta ovat sadevesiviemäröintiä suuremmat. Tästä johtuen vaihtoehtoiset hallintamenetelmät soveltuvat parhaiten uusille rakennettaville alueille, joissa niiden asettamat vaatimukset voidaan parhaiten ottaa huomioon.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 2 2 SELVITYSALUE JA SEN NYKYTILA 2.1 Selvitysalue Selvitysalue sijoittuu Vantaan Veromiehen alueelle Teknobulevardi-kadun länsipuolelle. Selvitys tehdään tontille haettavan kaavamuutoksen johdosta. Tontilla sijaitsee nykyisellään toimistorakennus, joka on käyttänyt 20900 kem2 tontin rakennusoikeudesta. Tontin loppuosalle haetaan kaavamuutosta, jossa tonttien rakennusoikeus muuttuu. Tontti on liitetty kunnalliseen hulevesiverkostoon, joka kulkee Teknobulevardi-kadulla ja purkaa hulevetensä Visiopolun vieressä olevaan avo-ojaan. Tonttiviemärin koko on NS300, joka liittyy NS500 runkoviemäriin. Alempana runkoviemäri muuttuu ensin kokoon NS600 ja ennen purkua avo-ojaan kokoon NS800. Tontille ei tule merkittävästi pintavaluntana ulkopuolisia hulevesiä. Tontin pinta-ala on 6,1 hehtaaria. Selvitysalue ja tonttirajat on esitetty kuvassa 1. Kuva 1. Selvitysalueen yleiskartta. 2.2 Valuma-alueet ja reitit Selvitysalueen hulevedet johdetaan tällä hetkellä sekä kunnalliseen viemäriin Teknobulevardin kadun runkoviemärin kautta että tontin länsiosalta pintavaluntana Lentoasemantien sivuojiin. Molemmat reitit johtavat vetensä Visiopolun kohdalla Tikkurilantien sivuojaan. Tästä vedet jatkavat matkaansa itäänpäin ja yhtyvät myöhemmin Vantaan hulevesiohjelmassakin mainittuun Kirkonkylänojan pienvesistöön. Kirkonkylänojan vedet purkautuvat Keravanjokeen Kehä 3 ja Niittytien liittymän kohdalla. Nykyisellään Tikkurilantien sivuojissa on havaittavissa vesikasvillisuutta mikä viittaa ajoittaiseen lammikoitumiseen.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 3 Kuva 2. Selvitysalueen valumareitit ja tontinraja. 2.3 Maaperä ja pohjavedet Selvitysalueen maaperä on suurelta osin moreenia ja silttiä. Kallionpinta on koko alueella hyvin lähellä maanpintaa ja alueella on myös selviä avokalliokohtia. Nykyinen maanpinta vaihtelee selvitysalueella korkojen +51.00 ja +35.20 välillä. Kaavamuutos vaiheen suunnitelmissa tontin tuleva maanpinta vaihtelee +38.00 ja +47.80 välillä.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 4 Alueen korkein kohta sijoittuu selvitysalueen pohjoisosaan nykyisen rakennuksen ja Ilmakehän tien väliin, josta maanpinta laskee eteläänpäin. Alavin kohta on aivan selvitysalueen eteläreunassa. Kuvassa 3 on esitetty selvitysalueen maaperäkartta. Selvitysalue ei ole luokitellulla pohjavesialueella. 2.4 Luontoarvot 2.5 Maankäyttö Kuva 3. Maaperälajien jakautuminen selvitysalueella. Selvitysalueen eteläosa on tällä hetkellä talousmetsää. Selvityksen teon yhteydessä ei ole tullut ilmi että alueella olisi erikseen suojeltavia luontoarvoja. Selvitysalueelta määritettiin erilaisten pintojen määrä nykytilanteessa ja kaavamuutoksen mukaisesti rakennetulla tontilla. Alueen maankäyttö jakautuu tällä hetkellä pohjoispään 20900 kerrosneliön toimistorakennukseen ja eteläpään talousmetsään. Nykyisen toimistorakennukseen liittyvät vettä läpäisemättömät pinnat, kuten katto- ja asfalttialueet, ovat pinta-alaltaan yhteensä 1,5 ha. Luonnontilaisen talousmetsän pinta-ala on tällä hetkellä yhteensä 4,6 ha. Kaavamuutoshakemuksen mukaan tontille tulisi vastaavasti viheraluetta noin 2,9 ha, asfalttialuetta noin 1.6 ha ja kattopinta-alaa noin 1,6 ha. Viheralueen osuudeksi koko tontin pinta-alasta tulisi noin 48 % ja kattopinnan osuudeksi 26 %. Taulukossa 1 on esitetty selvitysalueen maankäyttötyypit nykyisellään ja kaavamuutoksen mukaisesti rakennetulla tontilla.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 5 Taulukko 1. Selvitysalueen maankäyttötyyppit nykyisellään ja rakennettuna. Ennen rakentamista Pinta-ala(ha) Pinta-ala(%) Asfaltti 0 0 Viheralue 6,1 100 Katto 0 0 Nykyinen tilanne Pinta-ala(ha) Pinta-ala(%) Asfaltti 1,0 17 Viheralue 4,6 75 Katto 0,5 8 Kaavamuutoksen mukainen Pinta-ala(ha) Pinta-ala(%) Asfaltti 1,6 26 Viheralue 2,9 48 Katto 1,6 26 Kuten taulukosta voidaan nähdä, vettä läpäisemättömien pintojen määrä kasvaa nykyisestä noin 1,5 hehtaarista 3,2 hehtaariin. 2.6 Hulevesivaikutukset nykytilanteessa Nykytilanteessa hulevesiongelmia ei ole vielä havaittu. Purkuvesistön alaosissa on havaittavissa ajoittaiseen lammikoitumiseen viittaavaa vesikasvillisuutta. Vesikasvillisuus hidastaa virtaamia ja parantaa veden laatua, mutta viittaa myös siihen että jo nykyisillä virtaamilla purkureitin virtaamakapasiteetti on lähes kokonaisuudessaan käytössä.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 6 3 RAKENNETUN TONTIN HULEVEDET 3.1 Suunniteltu maankäyttö 3.2 Hulevesimäärät Suunnitellun mukaisesti rakennetulla tontilla maankäyttö muuttuu merkittävästi. Nykyisellään tontilla on luonnontilaiseksi luokiteltavaa viheraluetta 75 % ja vettä läpäisemättömiä pintoja 25%. Rakennettuna tontin vastaavat luvut ovat 48 % ja 52 %. Maankäytön pinta-alat on esitetty taulukossa 1. Hulevesilaskelmat on tehty Vantaan kaupungin Hulevesiohjelman mukaisesti kerran 2-3 vuodessa toistuvalla 15 minuutin kestoisella rankkasateella, jonka määrä on 120 l/s/ha. Tontilta tuleva hulevesivirtaama kasvaa lähes kaksinkertaiseksi taulukon 2 mukaisesti nykyisesti 250 litrasta sekunnissa 420 l/s tarkastelupisteessä 1. Tarkastelupisteeseen virtaa hulevesiä myös selvitysalueen ulkopuolelta, mikä pienentää suhteellista virtaaman kasvua tarkastelupisteessä. Taulukko 2. Nykyiset ja tulevat hulevesimäärät. Ennen rakentamista Keskimääräinen valuntakerroin Virtaama l/s Kok. vesimäärä m3 Asfaltti 0,90 0 Viheralue 0,15 110 Katto 0,90 0 Yht 0,20 110 100 Nykyinen tilanne Keskimääräinen valuntakerroin Virtaama l/s Kok.vesimäärä m3 Asfaltti 0,90 112 101 Viheralue 0,15 83 74 Katto 0,90 51 46 Yht 0,22 250 221 Kaavamuutoksen mukainen Keskimääräinen valuntakerroin Virtaama l/s Kok.vesimäärä m3 Asfaltti 0,90 173 156 Viheralue 0,20 70 63 Katto 0,90 173 156 Yht 0,47 420 375 4 HULEVESIEN HALLINTA 4.1 Hulevesien hallinnan tarve Suunniteltu rakentaminen kasvattaa tontilla muodostuvien hulevesien määrän lähes kaksinkertaisesti. Hulevesien purkureitin kapasiteetti on jo nykyisellään suurelta osin käytössä, mistä johtuen hulevesien hallinta kiinteistön alueella on tarpeen. Lisäksi tarkastelualue sijaitsee pienvesiselvityksessä tulvaherkäksi todetun Kirkonkylänojan valuma-alueella, mikä edelleen lisää tarvetta hulevesien hallinnalle.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 7 4.2 Hulevesien hallintamenetelmien kuvaus Vantaan kaupungin hulevesiohjelman mukaisesti hulevedet pyritään käsittelemään ensisijaisesti syntysijallaan. Savisen maaperän ja kalliopinnan läheisyyden vuoksi imeyttäminen syntysijallaan ei ole mahdollista tontin pohjoisosassa. Selvitysalueelle esitetään hallittavan hulevesiä suodattavilla ja hidastavilla järjestelmillä sekä paikallisesti että keskitetysti. Tontin pohjoisosassa hulevesiä voidaan hallita paikallisesti viheralueiden ja parkkipaikkojen yhteydessä. Paikallisia hulevesien hallintamenetelmiä on kuvattu tarkemmin seuraavassa luvussa. Paikallisten hallintamenetelmien rajallisen kapasiteetin takia on suositeltavaa käyttää myös keskitettyjä menetelmiä. Keskitettyjä menetelmiä on kuvattu tarkemmin seuraavassa luvussa. Tontin eteläosassa voidaan käyttää sekä paikallisia että keskitettyjä menetelmiä parkkipaikoilla ja viheralueilla. 5 ESIMERKKEJÄ ALUEELLE SOPIVISTA HALLINTAMENETELMISTÄ 5.1 Biopidätysalue Biopidätysalueet ovat ympäristöään alempana olevia kasvillisuuden peittämiä painanteita, joihin hulevedet voivat lammikoitua. Biopidätysalueen toiminta perustuu huleveden suotautumiseen kasvukerroksen läpi, jolloin suuri osa epäpuhtauksista pidättyy pintakerrokseen tai sitoutuu suodattavan kerroksen materiaaliin. Mikäli maaperä on hyvin vettä läpäisevää, biopidätysalue tyhjenee kokonaan imeytymisen kautta. Heikommin vettä läpäisevässä maaperässä rakenne voidaan varustaa salaojilla, jolloin kyse on suodattamisesta. Biopidätysalueeseen liittyy aina painanteessa oleva lammikoitumistila, johon voidaan kohteesta riippuen hetkellisesti varastoida ja viivyttää melko suuriakin vesimääriä. Kuvissa 4, 5 ja 6 on havainnollistettu biopidätysaluetta. Kuva 4. Biopidätysalue kohtalaisesti vettä läpäisevässä maaperässä 1. 1 FCG Finnish Consulting Group Oy.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 8 Kuva 5. Esimerkki biopidätysalueesta parkkipaikan vieressä 1. Kuva 6. Esimerkki biopidätysalueesta tontilla 1.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 9 5.2 Viherpainanteet Viherpainanteet ovat matalia ja leveitä nurmetettuja tai muuten kasvillisuuden peittämiä ojia, joiden pituuskaltevuus on pieni, alle 4 %. Niiden tarkoituksena on johtaa hulevettä hitaasti eteenpäin ja samalla pidättää haitta-aineita, parantaa imeytymistä ja pienentää virtausnopeutta. Viherpainanteet voivat olla kuivia tai märkiä, ts. niissä voidaan sallia pysyvä vesipinta, mikäli siitä ei aiheudu haittaa. Painanteisiin voidaan rakentaa matalia pohjapatoja, mikäli maasto on jyrkkää ja pituuskaltevuus ylittää suositukset. Viherpainanteet ovat tyypillisesti korttelikohtaisia tai ainakin muutaman kiinteistön yhteisiä rakenteita. Viherpainanteet edellyttävät useamman metrin levyistä aluevarausta tonttien tai kortteleiden väliin. Kuvissa 7 ja 8 on havainnollistettu viherpainanteen rakennetta. Kuva 7. Havainnekuva viherpainanteesta kadun vieressä 2. 2 Virginia stormwater management handbook. 1999. Department of conservation and recreation, Commonwealth of Virginia.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 10 5.3 Viherkatot Kuva 8. Hulevesiä viivyttävä leveä viherpainanne 3. Viherkatolla tarkoitetaan kasvillisuudella peitettyä kattopintaa, joka imeyttää tai suodattaa vettä. Viherkatoilta valuvien hulevesien määrä on huomattavasti normaalia vähäisempi, kun sadevesi varastoituu kasvillisuuskerrokseen ja haihtuu joko suoraan tai kasvillisuuden käyttämänä. Laaja-alaisella kattokasvillisuudella pystytään vähentämään katoilta tulevien hulevesien vuotuista määrää n. 50 % ja viivyttämään tehokkaasti myös erittäin rankkojen sateiden aiheuttamaa virtaamaa. Kattokasvillisuutta voidaan käyttää kaikilla katoilla, joiden kaltevuus on pienempi kuin 1:2. Kuvissa 9 ja 10 on esimerkkejä viherkattokohteista. Kuva 9: Sammal-maksaruohokatto. 3 City of Portland. 2002. Stormwater management manual. Revision 2. Portland Oregon USA.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 11 Kuva 10: Voimalaitoksen sammal-maksaruohokatto Kööpenhaminan Kastrupin lentokentällä. 5.4 Maanalaiset viivytys- ja imeytyskaivannot Maanalaiset kaivannot soveltuvat kohteisiin, joissa hulevesien käsittely on tarpeen, mutta tilaa maanpäällisille ratkaisuille ei ole. Tyypillisiä käyttökohteita ovat mm. suuret pysäköintialueet, joissa viheraluevaraukset eivät riitä maanpäällisille ratkaisuille. Kaivanto on täytetty jollain huokoisella materiaalilla, jonka tyhjään tilaan hulevedet voivat varastoitua. Täyttömateriaalina voidaan käyttää esimerkiksi louhetta tai seulottua mursketta, jolloin hyötytilavuus on noin 25-30 % tai sitten tarkoitusta varten valmistettuja muovielementtejä, joilla hyötytilavuudeksi saadaan jopa 95 %. Maaperästä riippuen rakenne on joko hulevesiä imeyttävä tai pelkästään viivyttävä. Käyttökohteesta riippuen kaivannon eteen voidaan joutua tekemään öljyn- ja hiekanerotin. Mikäli hulevettä ei pyritä imeyttämään, varustetaan viivytyskaivannot tyhjennysjärjestelmällä, jolla kaivanto tyhjennetään vedestä halutun ajan kuluessa. Esimerkki muovielementeillä täytettävästä kaivannosta on esitetty kuvassa 11.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 12 Kuva 11. Muovikennostolla täytetty maanalainen imeytys-/viivytyskaivanto 4. 5.5 Viivytysalueet Viivytysalueella tarkoitetaan hulevesien keskitettyä viivytysrakennetta, jolla hallitaan yleensä laajoilta alueilta muodostuvia virtaamia ja vesimääriä. Viivytysalue voi olla toiminnaltaan pelkkä suuri painanne, kosteikkoalue tai lammikko, jossa on pysyvä vesipinta. Viivytysalueella pystytään hidastamaan ja viivyttämään suuriakin hulevesimääriä, jolloin ehkäistään eroosiota ja tulvimista alapuolisilla purkureiteillä. Viivyttäminen mahdollistaa myös kiintoaineksen ja siihen sitoutuneiden epäpuhtauksien laskeutumisen järjestelmän pohjalle. Puhdistuskykyä voidaan tehostaa kasvillisuuden käytöllä, mikä auttaa sitomaan mm. ravinteita. Mikäli hulevesien laadullinen hallinta on merkittävä tekijä, tulisi viivytysalueiden toimintaa tehostaa esimerkiksi suodatuksella (biopidätysalue). Menetelmien sijaintipaikat on valittu siten, että ne sijoittuvat pääasiassa olemassa oleville pintavalunnan purkureiteille tai maastopainanteisiin, joihin hulevedet voidaan helposti johtaa. Menetelmien sijoittaminen painanteisiin vähentää lisäksi tarvittavia rakennustöitä, kun helpoimmillaan järjestelmä voidaan toteuttaa rakentamalla purku-uomaan pato, jonka aukolla kosteikon läpäisevä virtaama säädetään halutun mukaiseksi. Pato estää sallitun virtaaman ylittävän osuuden etenemisen ja tämä vesimäärä leviää kosteikon tulvaalueelle. Järjestelmän purkupäähän on suositeltavaa jättää pieni pysyvä vesiallas, joka toimii lietetilana, johon kiintoaine laskeutuu. Kiintoaineksen ja etenkin suurimpien epäpuhtauksien poistamista voidaan tehostaa toteuttamalla myös järjestelmän alkuun tasausallas, johon karkein aines pidättyy. Usein alkuperäinen painanne tai purouoma on niin kapea tai matala, että toimivan kokoisen rakenteen toteuttaminen edellyttää kaivutöitä, etenkin syvemmän veden alueen tai lietetilan toteuttamiseksi. Viivytysalueen rakennetta on havainnollistettu kuvissa 12 ja 13. 4 Wavin Labko Oy. 2007. Wavin Q-bic sadevesikasetit. Tuote-esite.
FCG Finnish Consulting Group Oy Hulevesiselvitys 13 Kuva 12. Pituusleikkausesimerkki viivytysalueesta. Kuva 13. Viivytysalue. FCG Finnish Consulting Group Oy Tarkastanut ja hyväksynyt: Perttu Hyöty toimialajohtaja, DI Laatinut: Juha-Pekka Saarelainen Projektipäällikkö, Ins. AMK