S U U N N IT T EL U JA T EK N IIK K A TAMPEREEN KAUPUNKI ASEMAKAAVAN NRO 8524 HULEVESISELVITYS LOPPURAPORTTI ID 822 375 FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY P23645
LOPPURAPORTTI 1 (20) Sisällysluettelo 1 JOHDANTO... 1 1.1 Työn lähtökohdat ja tavoitteet... 1 1.2 Projektin organisaatio... 1 1.3 Käsitteitä... 1 2 SUUNNITTELUALUE JA SEN NYKYTILANNE... 2 2.1 Maaperä ja topografia... 2 2.2 Vedenjakajat ja valuma-alueet... 3 2.3 Virtausreitit... 3 2.4 Arvokkaat luontokohteet ja pohjavesiesiintymät... 5 3 SUUNNITELLUN MAANKÄYTÖN HYDROLOGISET VAIKUTUKSET... 6 3.1 Vaikutukset valuma-alueisiin ja valuntasuuntiin... 6 3.2 Vaikutukset hulevesien määrään ja laatuun... 7 3.2.1 Läpäisemättömän pinnan ja hulevesien määrä... 7 3.2.2 Hulevesien laatu ja sen vaikutukset ympäröivään luontoon... 7 4 HULEVESIEN HALLINTATOIMENPITEIDEN SUUNNITTELU... 8 4.1 Hulevesien hallinnan periaatteet... 8 4.2 Suunnittelualueen hulevesien hallintaratkaisut... 9 4.2.1 Korttelikohtainen hulevesien hallinta Erillispientalot... 9 4.2.2 Korttelikohtainen hulevesien hallinta Pienkerrostalot ja rivitalot... 10 4.2.3 Yleisillä alueilla tehtävä hulevesien hallinta... 13 4.3 Hallintajärjestelmien mitoitus... 13 4.3.1 Korttelikohtaiset järjestelmät... 13 4.4 Tulvareitit... 16 4.5 Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta... 16 5 YHTEENVETO JA SUOSITUKSET JATKOSUUNNITTELUUN... 18 5.1 Yleistä... 18 5.2 Hulevesien hallintaratkaisut ja mitoitusperusteet... 18 5.3 Ohjeet jatkosuunnitteluun... 19 Liitteet LIITE 1 VHT-P23645-201 Valuma-aluekartta 1:2000 (A1) LIITE 2 VHT-P23645-202 Hulevesien hallinnan yleissuunnitelma 1:500 (A2)
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 1 (19) ASEMAKAAVAN NRO 8524 HULEVESISELVITYS 1 JOHDANTO 1.1 Työn lähtökohdat ja tavoitteet Tässä työssä on laadittu asemakaavan nro 8524 varten tarvittava hulevesiselvitys ja hulevesien hallintasuunnitelma. Kaavan tarkoituksena on esittää täydennysrakentamista Myllypuronkadun pohjoispuolen nykyisille viheralueille. Työn pohjana on käytetty Haukiluoman yleissuunnitelman 1033 hulevesiselvitystä (P19891, 19.12.2012) 1, jossa arvioitiin yleissuunnitelmatasolla yleissuunnitelman mukaisen maankäytön vaikutuksia hulevesien määrään, laatuun ja johtamisreitteihin. Lisäksi työssä arvioitiin alueellisen ja tonttikohtaisen hulevesien hallinnan tarvetta sekä esitettiin sitä varten tarvittavat alustavat mitoitusperusteet. Kaavaa nro 8524 koskevassa hulevesiselvityksessä on päivitetty ja tarkennettu aikaisemmin laadittuja suunnitelmia. Työssä on otettu huomioon Tampereen kantakaupungin hulevesiohjelman ja valumaalueselvityksen tavoitteet, periaatteet ja reunaehdot. Työssä on tarkennettu aikaisemmin laadittuja suunnitelmia sekä arvioitu uusien asemakaavojen mukaisen rakentamisen vaikutuksia hulevesien määrään ja johtamiseen. Työ sisältää yleissuunnitelmatasoiset hulevesien hallintaa koskevat toimenpiteet sekä hulevesimääräykset. Asemakaava-alue sijaitsee kantakaupungin luoteisosassa noin 10 km etäisyydellä kaupungin keskustasta. Kaava-alueen pinta-ala on noin 2,7 hehtaaria ja alueelle on suunniteltu uusia asuinalueita, minkä johdosta vettä läpäisemättömien pintojen määrä tulee kasvamaan. 1.2 Projektin organisaatio 1.3 Käsitteitä Hulevesiselvitys on tehty konsulttityönä :ssä, jossa työn projektipäällikkönä on toiminut dipl.ins. Eeva-Riikka Bossmann ja pääsuunnittelijana dipl.ins. Pekka Raukola. Lisäksi hulevesisuunnittelijana on toiminut tekn. kand. Ella Havulinna. Työn tilaaja on Tampereen kaupunki, jossa yhteyshenkilönä on toiminut Antonia Sucksdorff-Selkämaa (Tampereen kaupunki, KAKE). Lisäksi tilaajan ohjausryhmään ovat kuuluneet: - Minna Kiviluoto, Tampereen kaupunki, KAKE - Riikka Rahkonen, Tampereen kaupunki, KAKE - Maria Åkerman, Tampereen kaupunki, KAKE Valunnalla tarkoitetaan sitä osaa sadannasta, joka virtaa vesistöä kohti maan pinnalla, maaperässä tai kallioperässä. Hulevesillä tarkoitetaan rakennetuilta alueilla muodostuvaa, sade- tai sulamisvesien aiheuttamaa pintavaluntaa. Luonnontilaisia alueita rakennettaessa veden normaali kiertokulku häiriintyy johtuen luontaisen kasvillisuuden sekä vettä pidättävän maan pintakerroksen poistamisesta, painanteiden tasaamisesta ja heikosti vettä läpäisevien pintojen rakentamisesta. Veden haihdunta- ja imeytymismahdollisuuksien heikentyessä pintavalunta lisääntyy. Tasaiset 1. 2012. Haukiluoman yleissuunnitelman 1033 hulevesiselvitys
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 2 (19) pinnat ja tehokas kuivatus puolestaan lisäävät virtausnopeutta. Lisääntynyt ja nopeutunut pintavalunta huuhtoo valumapinnoilta mukaansa enemmän erilaisia epäpuhtauksia, kuten kiintoainesta, ravinteita sekä bakteereita. Hulevedet ja muu pintavalunta on perinteisesti koottu ojilla ja hulevesiviemäreillä ja johdettu pois rakennetuilta alueilta mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti kosteuden aiheuttamien haittojen ehkäisemiseksi. Tästä voi seurata useita ongelmia, kuten vesistöihin kohdistuvan epäpuhtauskuormituksen kasvua, eroosiota purku-uomissa, pohjavedenpinnan alenemista sekä kasvien ja eläinten elinolojen huononemista 2. Sadannan toistuvuudella tarkoitetaan tietyn sadetapahtuman keskimääräistä toistumisaikaa ja se ilmoitetaan yleensä muodossa 1/Xa. Suomessa esimerkiksi hulevesiviemärit on perinteisesti mitoitettu yleensä keskimäärin kerran kahdessa vuodessa (1/2a) toistuvan rankkasadetapahtuman aiheuttaman virtaaman mukaan. 2 SUUNNITTELUALUE JA SEN NYKYTILANNE 2.1 Maaperä ja topografia Asemakaava-alue sijaitsee Haukiluoman eteläosassa Myllypuronkadun eteläpuolella. Tämän työn suunnittelualue käsittää pääasiassa Haukiluoman asemakaava-alueen 8524 (Ikurinkaari). Lisäksi hulevesien kannalta tärkeät kaava-alueiden ulkopuoliset alueet on huomioitu työssä. Suunnittelualueen lähiympäristö on topografialtaan vaihtelevaa korkeimman kohdan sijaitessa asemakaava-alueen keskellä (131 mpy, N2000). Suunnittelualueen matalin kohta sijaitsee puolestaan asemakaava-alueen luoteisreunassa, jossa maanpinta on noin 125 mpy. Kuvassa 1 on havainnollistettu suunnittelualueen korkeuseroja. Kuva 1. Suunnittelualueen topografia 3 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) 4 maaperäkartta antaa hyvän kuvan vallitsevasta maaperän laadusta. Maaperältään asemakaava-alue on pääosin moreenia ja hiesua. 2 US EPA. 1999. Preliminary data summary of urban storm water best management practices. EPA-821-R-99-012. Washington D.C. 3 MML. 2014. Korkeusmalli 2m x 2m
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 3 (19) Moreeni Hiesu Hiesu Moreeni Hieno hieta Kuva 2. Suunnittelualueen maaperä. 5 2.2 Vedenjakajat ja valuma-alueet 2.3 Virtausreitit Suunnittelualueen keskellä kulkeva vedenjakaja jakaa alueen luoteis-kaakkosuuntaisesti. Asemakaava-alueen kaakkoisosassa muodostuvat hulevedet johtuvat Haukiluomantien hulevesiviemäriä pitkin Myllypuroon. Asemakaava-alueen luoteisosan valunta johtuu sen sijaan Ikurintien hulevesiviemärin kautta Pohjajärven laskuojaan. Suunnittelualue kuuluu Vihnusjärven päävaluma-alueeseen, jonka tärkeimpänä pintavaluntareittinä toimii Myllypuro. Vihnusjärveltä vedet laskevat lopulta Pyhäjärveen. Kuvassa 3 on havainnollistettu asemakaava-alueen sijoittumista Vihnusjärven päävaluma-alueelle. Suunnittelualueiden hulevedet ja pintavalunta ohjautuvat nykytilassa useille eri reiteille. Tätä on havainnollistettu kuvassa 4. Lisäksi valuma-alueita on havainnollistettu liitekartassa 201, jossa on esitetty tarkempi kuvaus nykytilaisesta valuma-aluejaosta ja hulevesien tärkeimmistä virtausreiteistä ja -suunnista. Asemakaava-alueen kaakkoisosassa muodostuvat hulevedet johtuvat Haukiluomantien hulevesiviemäriä pitkin Myllypuroon. Asemakaava-alueen luoteisosan valunta johtuu sen sijaan Ikurintien hulevesiviemärin kautta Pohjajärven laskuojaan. 4 Pohjakartta: Maaperäaineisto 1:20000 Geologian tutkimuskeskus 5 GTK. 2014. Maaperäkartta 1:20000
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 4 (19) Kuva 3. Vihnusjärven valuma-alue 6 6 Pohjakartta: Maanmittauslaitoksen peruskartta aineisto 11/2012. Lisenssi: http://www.maanmittauslaitos.fi/avoindata_lisenssi_versio1_20120501
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 5 (19) 2.4 Arvokkaat luontokohteet ja pohjavesiesiintymät Suunnittelualueen länsipuolella sijaitseva Myllypuron luonnonsuojelualue kuuluu valtakunnalliseen lehtojensuojeluohjelmaan ja Natura 2000 -ohjelmaan. Alueen puronvarsilehdot, rinteet ja putoukset ovat kauneusarvoltaan ja kasvistollisesti Tampereen kantakaupungin arvokkaimpia luonnonsuojelualueita. 7 Myllypurossa virtaava vesi on nykytilassa valuma-alueiden soisuuden ja virtauksen kuljettaman hienoaineksen vuoksi rehevää, humuspitoista ja sameaa. Suunnittelualueella muodostuvat hulevedet päätyvät merkittäviltä osin Myllypuron luonnonsuojelualueelle, joten tuleva maankäyttö ei saisi vaarantaa tai oleellisesti muuttaa Myllypuron Natura 2000- aluetta. Myllypuron purkuvesistönä oleva Vihnusjärvi toimii lisäksi Nokian kaupungin tärkeänä talousveden raakavesilähteenä, joten järveen kulkeutuvan veden laatua ei saisi heikentää. 8 Suunnittelualueella ei ole merkittäviä pohjavesiesiintymiä, lampia tai järviä. Epilänharju-Villilän pohjavesiesiintymä (Alueluokka I) sijaitsee idässä noin kilometrin päässä suunnittelualueesta. Suunnitellulla maankäytöllä ei kuitenkaan ole merkittävää vaikutusta kyseiseen pohjavesiesiintymään. Kuvassa 3 on esitetty asemakaavaalueiden ja niiden välittömässä läheisyydessä sijaitsevat tärkeät luontokohteet ja pohjavesiesiintymät. Kuva 4. Suunnittelualueen nykyiset vedenjakajat 7 Tampereen kaupunki. 2012. Myllypuro. http://www.tampere.fi/ymparistojaluonto/luonnonsuojelu/luonnonsuojelualueet/myllypuro.html 8 Tampereen kaupunki, KAKE. 2012. Tampereen kantakaupungin hulevesiohjelma. Liite 1, Tampereen kantakaupungin valuma-alueselvitys.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 6 (19) 3 SUUNNITELLUN MAANKÄYTÖN HYDROLOGISET VAIKUTUKSET Suunnittelualueelle ollaan ehdottamassa rakentamista, jossa uusia asuinalueita sijoittuisi nykytilassa rakentamattomille metsäalueille. Rakentaminen tulee alustavien suunnitelmien perusteella olemaan kohtalaisen tiivistä koostuen pienkerrostalo-, rivitalo ja erillispientaloalueista. Uusia katulinjoja on alustavasti suunniteltu Ikurinkadun itäpuolelle. Kuvassa 5 on havainnollistettu tulevaa maankäyttöä. Kuva 5. Suunnittelualueen tuleva maankäyttö, yläkuvassa luonnos kaavaehdotuksesta ja alakuvassa havainnekuva. 9 3.1 Vaikutukset valuma-alueisiin ja valuntasuuntiin Suunniteltu maankäyttö ei tule merkittävästi muuttamaan nykyisiä valuma-alueita, sillä tuleva maankäyttö on tässä hulevesisuunnitelmassa suunniteltu kuivatettavan Ikurintien alittavan rumpuputken kautta länteen. Näin ollen asemakaava-alueen keskellä kulkeva nykyinen vedenjakaja siirtyy hieman pohjoiseen. 9 Tampere, KAKE. 4.12.2014
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 7 (19) 3.2 Vaikutukset hulevesien määrään ja laatuun 3.2.1 Läpäisemättömän pinnan ja hulevesien määrä Tulevan maankäytön aiheuttamien muutoksien hydrologisia vaikutuksia arvioitiin laskennallisesti vettä läpäisemättömien pintojen perusteella, koska niiltä muodostuu suurin osa hulevesistä. Läpäisemättömistä pinnoista merkittävimpiä ovat kattopinnat, koska ne ovat usein kytketty suoraan tontin kuivatusjärjestelyihin. Pysäköintiin tarkoitetut asfaltoidut alueet ovat tyypillisesti myös kuivatettu tehokkaasti, joten myös niiltä muodostuva hulevesivalunta on nopeaa ja määrältään suurta. Alustavan maankäytön perusteella arvioitiin vettä läpäisemättömien pintojen osuutta, jota on kuvattu kaupunkihydrologiassa yleisesti käytetyllä käsitteellä Total Impervious Area (TIA). Siinä vettä läpäisevienkin pintojen ajatellaan olevan osittain läpäisemättömiä eli esimerkiksi läpäiseviltä nurmipinnoilta muodostuu myös jonkin verran välitöntä hulevesivaluntaa. Tämä pätee etenkin rankkasadetilanteissa, joissa läpäisevät pinnat eivät kykene pidättämään tai imemään kaikkea niille satavaa vettä. Suunnittelualueella muodostuvien hulevesien määrää arvioitiin keskimääräisellä valumakertoimella, joka kuvaa hulevesivalunnan osuutta yksittäisen sadetapahtuman sademäärästä. Valumakertoimen maksimiarvo on 1,0. Tarkastelussa oletettiin, että kaikki hulevesivalunta muodostuu edellä kuvatuilta läpäisemättömiltä pinnoilta (TIA). Lisäksi huomioitiin eri pintojen painannesäilynnän aiheuttamat häviöt, jolloin voitiin laskea keskimääräinen rankkasadetapahtuman valumakerroin. Valumakerroin riippuu kuitenkin aina sadetapahtuman ominaisuuksista ja sitä edeltävistä olosuhteista kuten maaperän ja pintojen kosteudesta, joten tulosta ei voi yleistää kaikkiin tapauksiin. Tarkastelu havainnollistaa silti hyvin muodostuvien hulevesien määrän muutosta ja rakentamisen hydrologisia vaikutuksia. Alustavien suunnitelmien mukainen maankäyttö kasvattaa asemakaava-alueen keskimääräisen TIA-arvon nykyisestä rakentamattoman metsän noin 10 % TIA-arvosta noin 25 %:iin. Vastaavasti valumakerroin kasvaisi 10 mm sadetapahtumalla arvoon noin 0,14. Muutokset eivät kuitenkaan tapahdu tasaisesti, sillä uudisrakentamisen alueella muutokset ovat suurempia. Ikurinkaaren asuinalueella keskimääräinen TIAarvo kasvaa noin 50 %:iin, eli valumakerroin kasvaa 10 mm sadetapahtumalla arvoon noin 0,4. Toisin sanoen noin kerran viidessä vuodessa toistuvalla 15 min pituisella sadetapahtumalla, jonka intensiteetti on noin 122 l/s*ha, muodostuisi Ikurinkaaren asuinalueen hulevesivalunnan laskennalliseksi huippuvirtaamaksi noin 50 l/s. Nykytilassa suunnittelualueen pääosin rakentamattomalta metsäalueelta ei muodostu tehokkaasti pinta- ja hulevesivaluntaa sadetapahtumien yhteydessä. Valunnan purkuvirtaamien huippuarvot muodostuvatkin lähinnä keväisistä lumen sulamisvirtaamista. 3.2.2 Hulevesien laatu ja sen vaikutukset ympäröivään luontoon Rakentamisen myötä hulevesien laadussa ilmenee todennäköisesti myös muutoksia. Nykytilanteessa rakentamattomilla metsäalueilla muodostuva valunta on pääosin puhdasta, jonka lisäksi vesi todennäköisesti virtaa osittain pintakerrosvaluntana puhdistuen maaperässä. Tulevassa tilanteessa hulevesien epäpuhtauksia muodostuu muun muassa liikenteen päästöistä, ajoneuvojen ja pintamateriaalien kulumisesta sekä talvikunnossapidosta peräisin olevista epäpuhtauksista kuten raskasmetalleista. Myös rakennettujen alueiden kattopinnoilta muodostuvat, laadultaan suhteellisen puhtaat hulevedet voivat runsaimmillaan aiheuttaa ongelmia huuhtoessaan muilta pinnoilta ja virtausreiteiltä mukaansa kiintoainesta ja epäpuhtauksia. Ilman asianmukaisia
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 8 (19) hallintatoimenpiteitä hulevesien sisältämät epäpuhtaudet päätyvät myös helposti purkuvesistöihin. 4 HULEVESIEN HALLINTATOIMENPITEIDEN SUUNNITTELU 4.1 Hulevesien hallinnan periaatteet Asemakaava-alueen hulevesien hallinnan suunnittelussa on huomioitava Tampereen kantakaupungin hulevesiohjelmassa 8 esitetyt hulevesien käsittelyn ja johtamisen yleiset periaatteet. Yleisten periaatteiden mukainen käsittelyjärjestys on seuraava: I. Ehkäistään hulevesien muodostumista II. III. IV. Hyödynnetään hulevesiä niiden syntypaikalla Hulevesien puhdistus syntypaikalla Syntypaikalla tapahtuva hulevesien viivytys V. Hulevesien poisjohtaminen syntypaikaltaan viivyttävillä järjestelmillä VI. Hulevedet johdetaan pois syntypaikaltaan hulevesiviemäröinnin kautta viivytysalueille ennen vesistöön johtamista Suunnittelualueelle laadittujen maankäyttösuunnitelmien perusteella toteuttamiskelpoisin menettely on toimintatapojen I VI tehokas yhdistäminen, jolloin erityyppisiä hallintamenetelmiä yhdistelemällä voidaan vaikuttaa tehokkaimmin sekä hulevesien määrään että laatuun. Johtuen asemakaava-alueen erilaisista maaston piirteistä ja tulevan rakentamisen sijoittumisesta ja tehokkuudesta, kullekin rakentamisen alueelle ehdotetaan erilaisia, kohteelle parhaiten soveltuvia hulevesien hallintaperiaatteita. Kuvassa 6 on havainnollistettu ehdotettuja hulevesien hallinnan periaateratkaisuja. Tiiviimmin rakentuville pienkerrostalo- ja rivitaloalueille ehdotetaan suurempien hulevesimäärien viivytyksen mahdollistavia viherpainanteita tai maanalaisia viivytyskennostoja. Erillispientaloalueille ehdotetaan sen sijaan pääosin kattovesien viivytystä. Mahdollisuuksien mukaan asemakaava-alueen yleisille alueille suositellaan myös viivytysjärjestelmien, joilla voidaan tasata korttelikohtaisien järjestelmien purkuvirtaamia harvemmin toistuvilla rankkasadetilanteilla. Kappaleessa 4.2 on tarkennetusti kerrottu hulevesien hallintaratkaisuista ja mitoituksista.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 9 (19) Kuva 6. Suositellut hulevesien hallinnan vaiheet 4.2 Suunnittelualueen hulevesien hallintaratkaisut 4.2.1 Korttelikohtainen hulevesien hallinta Erillispientalot Pientaloalueilla tonttikohtaisen hulevesien hallinnan keskeisin asia on irtikytkeä kattovedet hulevesiviemäriverkosta. Kattovesien viivyttäminen maan pinnalla olevissa kasvillisuuspainanteissa eli sadepuutarhoissa sekä kattovesisäiliöiden käyttö ovat yksinkertaisimpia ja edullisimpia tapoja tontilla muodostuvien hulevesien hallintaan. Sadepuutarhat ovat ympäristöään alempana olevia kasvillisuuden peittämiä alueita, joihin hulevedet voivat hetkellisesti lammikoitua. Sadepuutarhan tarkoituksena on viivyttää hulevettä, mutta maaperän ominaisuuksista riippuen myös imeytymistä tapahtuu. Sadepuutarhan syvyys on pieni ja tavoitteena on että hetkellinen lammikoituminen olisi vain noin 10 15 cm:n luokkaa. Rakennettaessa maaleikkaus tulee ulottaa riittävän syvälle lopullisen pinnan alapuolelle, jotta painanteeseen voidaan tehdä halutun kasvillisuuden edellyttämät kerrokset. Sadepuutarhat kannattaa toteuttaa mahdollisimman hajautettuina. Koska sadepuutarhat aina imeyttävät jonkun verran vettä maaperään, tulee ne sijoittaa kuivatusta vaativien rakenteiden alapuolelle (alarinteeseen) riittävälle etäisyydelle, vähintään 3 metrin päähän. Kellarillisten rakenteiden kohdalla suojaetäisyyden tulee olla kaksinkertainen. Mikäli sadepuutarha joudutaan sijoittamaan kuivatusta vaativien rakenteiden yläpuolelle (ylärinteeseen) alle 10 metrin etäisyydelle, tulee painanteen pohjan olla vettä heikosti läpäisevä tai rakenne tulee salaojittaa ja vedet johtaa ojaan tai sadevesiviemäriin. Sadepuutarhan ulkonäköä on havainnollistettu kuvassa 7.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 10 (19) Kuva 7. Omakotitalon hulevedet johdetaan maanpäällisin kouruin tontin kulmassa olevaan sadepuutarhaan, joka mahdollistaa hulevesien hetkellisen lammikoitumisen. (Tampere, Vuores) 10 Kattovesien keräämistä varten voidaan käyttää kattovesisäiliöitä, jotka asetetaan syöksyputken alle joko maan päälle tai alle. Säiliössä on ylivuotoputki, jota pitkin ylimääräiset vedet voidaan johtaa haluttuun suuntaan, sekä pohjalla hana tai venttiili, josta säiliö voidaan tyhjentää tai ottaa vettä esimerkiksi kastelukäyttöön. Kattovesisäiliöitä ei ole tarpeen mitoittaa suurille vesimäärille vaan sillä tuetaan muita hulevesien hallintajärjestelmiä. Esimerkki muovisesta kattovesisäiliöstä sekä maanalaisesta pumpulla varustetusta hulevesikaivosta on esitetty kuvassa 8. Kuva 8. Vasemalla esimerkki 190 litran kattovesisäiliöstä. Oikealla tontin hulevesille varattu kaivo, josta vedet pumpattavissa hyötykäyttöön. (Tampere, Vuores) 10 4.2.2 Korttelikohtainen hulevesien hallinta Pienkerrostalot ja rivitalot Tiiviimmin rakentuvilla pienkerrostalo- ja rivitaloalueilla hulevesien hallinta voidaan edellä mainittujen sadepuutarhojen ja kattovesisäiliöiden ohella toteuttaa matalilla ja pienikokoisilla viherpainanteilla. Painanteiden kasvillisuuden ja salaojitettujen, suodattavien maarakenteiden avulla käsitellään etenkin tavanomaisten sateiden hulevesiä, jotka huuhtelevat sateen alkuvaiheessa toistuvasti kenttäalueiden epäpuhtaudet mukaansa (first flush) ja aiheuttavat näin kroonista hulevesikuormitusta
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 11 (19) purkuvesistöön. Kuvassa 9 on havainnollistettu viherpainannetta ja viherpainanteen ylivuotojärjestelmää hulevesiviemäriverkkoon. Kuva 9. Esimerkki suurehkosta viivytyspainanteesta. Suunnittelualueelle ehdotetut tonttikohtaiset viherpainanteet ovat kooltaan kuvan esimerkkiä pienemmät. Painanteen kuivatus Error! Bookmark not defined. voidaan toteuttaa korotetulla ritiläkaivolla. Yhdessä painanteen kasvillisuus ja maaperän suodattavat ominaisuudet auttavat epäpuhtauksien poistamisessa. Jos hulevedet johdettaisiin suoraan suurempiin ojiin tai hulevesiviemäriverkkoon, hulevesien epäpuhtauksia olisi erittäin vaikea poistaa ilman suurikokoisia, pitkät viipymät mahdollistavia kosteikkoja. Käsittely pienissä yksiköissä on näin ollen tehokkaampaa ja joustavammin sijoitettavissa. Hulevesien viivytyspainanteet olisi luontevinta sijoittaa maaston alaviin kohtiin, jolloin vähennetään painanteiden rakentamisesta aiheutuvien maanrakennustöiden määrää. Kohteissa joissa hulevesiä tulee muodostumaan paljon eikä maanpäälliselle hulevesien hallinnalle ei ole tarpeeksi tilaa, toteutetaan hulevesien viivyttäminen kuvan mukaisesti maanalaisilla viivytyskennostoilla. Kuva 10. Maanalaisia viivytysjärjestelmiä. Vasemmalla suurempi, noin 300 m³ Wavin Labkon viivytyskennosto rakenteilla kerrostaloalueelle 10 ja oikealla Uponorin mm. pientaloon soveltuva hulevesitunneli 11. Tarvittaessa hulevesien laadullista hallintaa voidaan tehostaa hiekan- ja öljynerotinjärjestelmillä. Erotinjärjestelmä varustetaan virtauksensäätökaivolla, joka ohjaa erotinjärjestelmien välityskyvyn ylittävät virtaamahuiput järjestelmän ohi. Virtauksen- 10 11 Kuva: Uponor Suomi Oy
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 12 (19) säätökaivo mitoitetaan siten, että erotinjärjestelmä pystyisi käsittelemään noin 95 % vuotuisesta sademäärästä. Sekä erottimista että ohivirtauksesta vedet johdetaan näytteenottokaivoon, josta vedet puretaan edellä eteenpäin. Pienkerrostalo-, rivitalo- ja myös erillispientaloalueilla on mahdollista käyttää hulevesivaluntaa vähentäviä läpäiseviä päällysteitä, kuten reikälaattojen tai -kiveyksien käytöllä mm. jalankulku- ja pysäköintialueilla. Varsinaisten reikälaattojen ohessa myös väljästi saumatut betonikiveykset ovat hulevesien vähentämisen kannalta selvästi asfalttipintoja parempi vaihtoehto. Kuvassa 11 on havainnollistettu ruohosaumaista betonilaatoitusta. Läpäiseviä päällysteitä suositellaan myös väljemmin rakentuville erillispientaloalueille. Vettä läpäisevillä päällysteillä voidaan tehokkaasti pidättää usein toistuvat, sademäärältään vähäiset sadetapahtumat. Tutkimuksien mukaan esimerkiksi betonilaatoitus, jonka saumavälit ovat hiekalla täytetty, pystyy keskimäärin pidättämään jopa 85-100 % sen pinnalle sataneesta vedestä, kun sadetapahtumien vesimäärät ovat pienehköjä (5-9 mm). Kyseiset sademäärät vastaavat esimerkiksi kerran vuodessa toistuvia 20 min ja 45 min sadetapahtumia. Vastaavissa tutkimuksissa päällysteen vedenpidätys säilyi noin 50-60 %:ssa, kun sadetapahtumat olivat sademäärältään suurempia (17-27 mm). Sademäärät vastaavat Suomen olosuhteissa kerran kymmenessä vuodessa toistuvaa 30 min ja 120 min sadetapahtumia. Sademäärän lisäksi laatoituksen saumavälien koolla ja pohjarakenteiden paksuudella todettiin olevan vaikutus vedenpidätyskykyyn, leveän saumavälin ja paksun rakennekerroksen kasvattaessa vedenpidätyskykyä. 12 Myös sadetapahtumia edeltävät maaperän kosteusolosuhteet vaikuttavat läpäisevien päällysteiden veden pidätyskykyyn 13. Usein toistuvien, sademäärältään vähäisien sateiden pidättämisellä voidaan ehkäistä myös hulevesien sisältämiä epäpuhtauksien leviämistä, kun laatoituksen saumat pidättävät niin kutsuttua alkuhuuhtoumaa. Erityisen tehokkaasti läpäisevät päällysteet pidättävät tutkimuksien mukaan hulevesien sisältämän kiintoaineksen 12. 12 Smith R D. 2006. Permeable Interlocking Concrete Pavements. Third Edition. 13 D. Booth. et al. 1999. Field Evaluation of Permeable Systems for Improved Stormwater Management
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 13 (19) Kuva 11. Vettä läpäisevä päällyste Tampereen Sampolassa. 10 4.2.3 Yleisillä alueilla tehtävä hulevesien hallinta Suunnittelualueella ei ole sopivaa paikkaa hulevesien alueelliseen hallintaan (esimerkiksi viherpainanteelle) aiheuttamatta kohtuutonta haittaa tai riskiä asumiselle. 4.3 Hallintajärjestelmien mitoitus Viivytysrakenteiden mitoituksessa hyödynnettiin FCG SWMM hulevesimallinnusta, jonka avulla tarkasteltiin viivytysrakenteiden vaikutusta purkuvirtaamiin. FCG SWMM -ohjelma (Storm Water Management Model) sisältää hulevesien muodostumista kuvaavan hydrologisen valuma-aluemallin sekä virtausreittejä kuvaavan hydraulisen mallin. Mallinnuksessa on käytetty Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU) 14 loppuraportin mukaisia, tarkistettuja sateen keskimääräisiä intensiteettejä 1 km 2 aluesadannalle. Sadetiedot perustuvat Suomessa kesällä 2000 2005 aikana tehtyihin tutkasadehavaintoihin ja vastaavat Etelä-Suomen sateita. 4.3.1 Korttelikohtaiset järjestelmät Aikaisemmin laaditussa Haukiluoman yleissuunnitelman 1033 hulevesiselvityksessä 1 korttelikohtaiseksi viivytysvaatimukseksi ehdotettiin yleissuunnitelman täydennysrakentamisen alueille 1,5 m 3 viivytystilavuutta jokaista vettä läpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Suunnitelmassa täydennysrakentamisalueiden hulevesien hallinnan oletettiin nojautuvan pääosin korttelikohtaisiin järjestelmiin ja mahdollisuuksien mukaan pysäköintialueiden viherpainanteisiin. Tässä työssä hallintajärjestelmien sijoittumista ja mitoitusta on tarkennettu. Suunnittelualueella muodostuvia hulevesiä hallitaan pääosin korttelien sisällä, joten korttelikohtainen viivytysvaatimus on hieman tavanomaista suurempi. 14 Aaltonen, J. ym. 2008. Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU). Suomen Ympäristö, 31. 123 s.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 14 (19) Erillispientalojen piha-alueista suuri osa on läpäisevää pintaa, jolloin viivytysvaatimusta ei kohdisteta muihin kuin kattopintoihin. Tonttikohtaista hulevesien viivytystä ehdotetaan erillispientalojen osalta olevan 1,5 m 3 viivytystilavuutta jokaista sataa kattoneliömetriä kohden. Tiiviimmin rakentuvilla pienkerrostalo- ja rivitaloalueilla muodostuvia hulevesiä ehdotetaan viivytettävän siten, että korttelikohtaisien järjestelmien mitoitustilavuuden tulee olla Haukiluoman yleissuunnitelman 1033 hulevesiselvityksen 1 mukaisesti 1,5 kuutiometriä jokaista sataa vettä läpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Viivytysvaatimus vastaa 15 mm sademäärä, eli tilastollisesti noin kerran kymmenessä vuodessa toistuvaa 20 minuutin rankkasadetapahtumaa. Viivytysvaatimusta olisi mahdollista pienentää suosimalla vettä läpäiseviä pintarakenteita. Kuvassa 12 on havainnollistettu viivytysvaatimuksien vaikutukset Ikurinkaaren alueen purkuvirtaamiin. Kuvasta 12 voidaan havaita, että esitetyillä korttelikohtaisilla viivytysvaatimuksilla hulevesien huippuvirtaamia voidaan pienentää tehokkaasti lyhytkestoisilla sadetapahtumilla. Myös pidempikestoisilla sadetapahtumilla, joissa korttelikohtaiset järjestelmät menevät ylivuotoon, viivyttävät hallintajärjestelmät hulevesien huippuvirtaamien muodostumista. Taulukossa 1 on kootusti esitetty suunnittelualueille ehdotettujen hulevesijärjestelmien mitoitusperusteet. Taulukossa on myös esitetty ehdotus hulevesiviemäröinnin mitoitusperusteesta, joka on hieman tavallista hulevesiviemäreiden mitoitusta suurempi. Ilmastonmuutoksen on nimittäin ennustettu kasvattavan rankkasateiden intensiteettejä keskimäärin 15 20 % vuosiin 2071 2100 mennessä 15. Tämä tarkoittaa esimerkiksi, että nykyhetken nykyinen 1/5a toistuvuus vastaa ennustetussa tilanteessa likimäärin 1/3 a toistuvuutta. Hulevesiverkostot mitoitetaan tavallisesti noin 2-3 vuodessa toistuvalle 10-15 minuutin pituisille sateille. 15 Kuntaliitto. 2012. Hulevesiopas
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 15 (19) Kuva 12. Ikurinkaaren purkuvirtaama esitetyillä korttelikohtaisilla viivytystoimenpiteillä ja ilman hulevesi hallintatoimenpiteitä. Korttelikohtainen hallinta on mallinnettu taulukon 1 mukaisilla mitoituksilla. Taulukko 1. Suunnittelualueelle ehdotettujen hulevesijärjestelmien mitoitusperusteet Järjestelmä Mitoitusperuste Tärkein tehtävä Korttelikohtainen hallinta (Erillispientaloalueet) Korttelikohtainen hallinta (Pienkerrostalo-, rivitaloalueet) Hulevesiviemäröinti, kokoojaviemärit 1,5 m³/100 m² (katto) 15 mm = 1,5 m³/100 m² (vettä läpäisemätön pinta) 1/5a, 10 min Kattopintojen aiheuttaman virtaamapiikin viivyttäminen esimerkiksi kattovesisäiliöiden ja sadepuutarhojen avulla. Korttelialueiden hulevesien viivyttäminen, virtaaman hidastaminen ja käsittely. Tasaisempi ja pitkäkestoisempi tulovirtaama alueellisiin järjestelmiin. Alueiden ja rakenteiden turvallinen kuivatus
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 16 (19) 4.4 Tulvareitit Hulevesien vähentämisen, viivyttämisen ja perinteisen johtamisen lisäksi on suunniteltava erityistilanteita varten hulevesien tulvareitit. Niillä turvataan hulevesien hallittu johtaminen ja rakenteiden kuivana pysyminen tilanteissa joissa hulevesiviemäriverkon ja hallintamenetelmien kapasiteetti ylittyy. Tulvareitit tulee ketjuttaa siten, että ensimmäisen järjestelmän tulviminen pyritään hallitsemaan seuraavalla hallintamenetelmällä. Kun kaikkien järjestelmien viivytystilavuus täyttyy, tulvareitin on oltava sujuva purkuojaan asti, jotta aineellisia vahinkoja voidaan ehkäistä. Pihojen kaltevuudet tulee suunnitella siten, että valumasuunnat ovat poispäin rakennuksista ja kaltevuudet riittävät hulevesien sujuvaan pintajohtamiseen. Hulevesien tonttikohtaisista maanalaisista ja maanpäällisistä viivytysmenetelmistä tulee olla riittävät ja yhtenäiset tulvareitit katualueen hulevesiviemäriverkkoon tai avo-ojiin. Tilanteissa, joissa hulevesiviemäriverkon kapasiteetti on ylittynyt, katualue toimii tulvareittinä. Katualueella tulvareittejä voidaan muodostaa käyttämällä yhtenäisiä reunakiveyksiä, jolloin hulevedet pysyvät tiettyyn rajaan asti katualueella. Soveltuvista kohdista hulevedet puretaan reunakiveysten aukoista yleiselle alueelle rakennettuun viivytyskosteikkoon tai siihen johtaviin ojiin, joissa hulevedet eivät aiheuta aineellisia vahinkoja eivätkä haittaa alueiden käyttöä muuten kuin hetkellisesti. Hulevesien hallintajärjestelmistä tulee on myös hallittu ylivuotoreitti tulvatilanteita varten. Ylivuoto ohjataan olemassa oleviin hulevesiviemäreihin ja avo-ojiin mahdollisimman hallitusti ja tulvareitin riittävään eroosiosuojaukseen tulee kiinnittää huomioita. Ylivuodon tarkoituksena on estää hallintajärjestelmän hallitsematon tulviminen esimerkiksi sen yläpuoliseen verkostoon ja rakennusten salaojiin asti. 4.5 Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta Hulevesien käsittely on suositeltavaa järjestää erillään lopullisen tilanteen hulevesien hallintajärjestelmistä, koska niitä ei todennäköisesti pystytä rakentamaan niin etupainotteisesti, että ne olisivat käyttökunnossa muun rakentamisen aikana. Lisäksi rakennusvaiheen runsas kiintoainehuuhtouma voi tukkia rakennetun hulevesijärjestelmän tai liata perusteellisesti luonnonmukaisen hulevesien viivytysalueet. Rakentamisen aikaisia hulevesiä ei tule viivyttää ja käsitellä esimerkiksi maanalaisilla hulevesikennostoilla tai kaivannoilla, koska ne tukkeutuvat helposti. Rakentamisen aikaisten hulevesien viivytysalueiden ei tule olla yhteydessä hulevesiviemäriverkkoon, vaan vesille tulee olla erilliset maanpäälliset laskeutusaltaat. Rakentamisen aikaisten hulevesien hallintaratkaisujen tulee olla toiminnaltaan yksinkertaisia, toimintavarmoja ja sijoitettavissa siten, että ne eivät haittaa käytännön toteutusta. Suurien tilapäisten altaiden kaivamista tulee välttää, koska kaivutöistä aiheutuu enemmän kiintoaineskuormitusta kuin niiltä alueilta, joiden vesiä järjestelmän tulisi lopulta käsitellä. Tästä johtuen rakentamisen aikaisten hulevesien käsittelyssä tulisi hyödyntää mahdollisimman paljon myöhemmissä vaiheissa rakennettavia tai tyhjiä tontteja, joilla hulevesien on mahdollista imeytyä osittain maaperään ja suurin kiintoaines saadaan laskeutettua. Kasvillisuus tehostaa imeytymistä ja kiintoaineksen laskeutusta sekä ehkäisee eroosiota. Myöhemmässä vaiheessa hallintaan käytetty painanne sedimentteineen voidaan kaivaa pois ja näin kiintoaines saadaan talteen. Uuden rakennuskohteen hulevesille tulee järjestää seuraava soveltuva hallintapaikka. Jos suunnittelualueen etupainotteisesti
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 17 (19) rakennettuja hulevesien viivytysrakenteita käytetään rakentamisen aikaisten hulevesien käsittelyyn, tulee ne puhdistaa rakentamisvaiheen jälkeen kiintoaineksesta. Kiintoaineksen määrän vähentämiseen pystytään vaikuttamaan panostamalla rakentamisen aikaiseen hulevesien käsittelyyn. Rakentamisen aikaisia hulevesien käsittelymenetelmiä ovat laskeutus (esim. laskeutusaltaat), suodatus (esim. sedimenttiaidat ja suotopadot) sekä eroosiosuojaus. Kiintoaineksen kulkeutumista vesistöön voidaan hallita esimerkiksi kuvan 13 mukaisella suotopadolla. Lisäksi periaatteena tulisi olla, että pintamaata ja kasvillisuutta poistetaan aina mahdollisimman pieneltä alueelta kerrallaan. Kuva 13. Esimerkki suotopadosta Suunnittelualueelle suositellaan mahdollisuuksien mukaan mahdollisimman vähän massanvaihtoja, jotta suotovesien mukana Myllypuroon ei huuhtoutuisi kiviaineksen suoloja. Suolapitoisuutta ei pystytä välttämättä jälkeenpäin enää poistamaan rakentamisen aikaisista hulevesistä järkevillä ja kustannustehokkailla menetelmillä. Täyttömassojen haitallisia vaikutuksia voidaan välttää tutkimalla kiviaineksesta muun muassa haitta-aine- ja sulfidipitoisuudet ja käyttämällä täytöissä vain laadukasta kiviainesta. Suunnittelualueen rakentajilta suositellaan edellytettävän erilliset suunnitelmat rakentamisen aikaisien hulevesien sekä lopullisen tilanteen hulevesien hallinnasta. Rakentajan hulevesisuunnitelmat on hyväksytettävä kaupungin viranomaisella ennen töiden aloittamista.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 18 (19) 5 YHTEENVETO JA SUOSITUKSET JATKOSUUNNITTELUUN 5.1 Yleistä Tässä työssä on laadittu asemakaavaa nro 8523 (Ikurinkaari) varten tarvittava hulevesiselvitys ja hulevesien hallintasuunnitelma. Kaavan tarkoituksena on esittää täydennysrakentamista Myllypuronkadun eteläpuolelle nykyisille viheralueille. Asemakaava-alueen kaakkoisosassa muodostuvat hulevedet johtuvat Haukiluomantien hulevesiviemäriä pitkin Myllypuroon. Asemakaava-alueen luoteisosan valunta johtuu sen sijaan Ikurintien hulevesiviemärin kautta Pohjajärven laskuojaan. Suunnittelualueen länsipuolella sijaitseva Myllypuron luonnonsuojelualue kuuluu valtakunnalliseen lehtojensuojeluohjelmaan ja Natura 2000 -ohjelmaan. Suunnittelualueella muodostuvat hulevedet päätyvät pääosin Myllypuron luonnonsuojelualueelle, joten tuleva maankäyttö ei saisi vaarantaa tai oleellisesti muuttaa Myllypuron Natura 2000 -aluetta. Myllypuron purkuvesistönä oleva Vihnusjärvi toimii lisäksi Nokian kaupungin tärkeänä talousveden raakavesilähteenä, joten järveen kulkeutuvan veden laatua ei saisi heikentää. Alustavien suunnitelmien mukainen maankäyttö kasvattaa koko asemakaava-alueen valumakertoimen 10 mm sadetapahtumalla arvoon noin 0,25. Nykytilassa asemakaavaalueiden maankäyttö on rakentamatonta metsää. 5.2 Hulevesien hallintaratkaisut ja mitoitusperusteet Aikaisemmin laaditussa Haukiluoman yleissuunnitelman 1033 hulevesiselvityksessä 1 korttelikohtaiseksi viivytysvaatimukseksi ehdotettiin yleissuunnitelman täydennysrakentamisen alueille 1,5 m 3 viivytystilavuutta jokaista vettä läpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Suunnitelmassa täydennysrakentamisalueiden hulevesien hallinnan oletettiin nojautuvan pääosin korttelikohtaisiin järjestelmiin ja mahdollisuuksien mukaan pysäköintialueiden viherpainanteisiin. Päivitettyjen maankäyttösuunnitelmien perusteella tässä päivitetyssä hulevesien hallintasuunnitelmassa suositellaan pääosin samaista, aikaisemmin esitytettyä viivytysvaatimusta. Johtuen suunnittelualueiden erilaisista maaston piirteistä ja tulevan rakentamisen sijoittumisesta ja tehokkuudesta, kullekin täydennysrakentamisen alueille ehdotetaan erilaisia hulevesien hallintaperiaatteita. Tiiviimmin rakentuville pienkerrostalo- ja rivitaloalueille ehdotetaan 1,5 m 3 viivytystilavuutta jokaista sataa vettä läpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden. Erillispientaloalueille ehdotetaan sen sijaan pääosin kattovesien viivytystä niin, että viivytysvaatimus olisi 1,5 m 3 viivytystilavuutta jokaista sataa kattoneliömetriä kohden. Tonttikohtaisen hulevesien hallinnan lisäksi suunnittelualueen yleisille alueille suositellaan mahdollisuuksien mukaan hulevesien hallintamenetelmiä, joilla hallitaan harvemmin toistuvia rankkasateita. Yleisien alueiden mahdollisien viivytysjärjestelmien viitteellisiä sijainteja on havainnollistettu liitteessä 2. Mahdolliset alueelliset hulevesijärjestelmien sijainnit ja mitoitukset tulee tarkentaa jatkosuunnittelun yhteydessä.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY LOPPURAPORTTI 19 (19) 5.3 Ohjeet jatkosuunnitteluun Työssä laaditusta hulevesien hallinnan yleissuunnitelmasta tulee laatia tarkennettu toteutussuunnitelma, jossa yksittäisien hallintamenetelmien sijainti, mitoitus ja yksityiskohdat tarkennetaan. FCG Suunnittelu ja Tekniikka Oy Tarkastanut: Laatinut: Eeva-Riikka Bossmann projektipäällikkö, dipl.ins. Pekka Raukola suunnitteluinsinööri, dipl.ins