IKANO Retail Centres Tammerfors Oy / Tampereen kaupunki LAHDESJÄRVEN ASEMAKAAVAN NRO 8395 HULEVESI- JA YMPÄRISTÖSUUNNITELMA, KORTTELI 6125 Loppuraportti
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti I SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO... 1 1.1 Työn lähtökohdat ja tavoitteet... 1 1.2 Projektin organisaatio... 2 1.3 Käsitteitä... 2 2 SUUNNITTELUALUEEN NYKYTILA... 3 2.1 Ympäristö ja maankäyttö... 3 2.2 Valuma-alueet ja reitit... 3 3 HYDROLOGINEN TARKASTELU... 5 3.1 Maankäytön muutos... 5 3.2 Vaikutukset hulevesiin ja virtausreitteihin... 5 3.3 Hulevesien hallinnan tarve ja tavoitteet... 8 4 SUOSITELLUT RATKAISUVAIHTOEHDOT... 9 4.1 Hulevesien hallinnan periaatteet... 9 4.2 Suositeltu hulevesien hallintajärjestelmä... 9 4.3 Hulevesien määrän hallinta...10 4.4 Hulevesien laadun hallinta...12 4.5 Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta...14 5 YMPÄRISTÖSUUNNITELMA...15 5.1 Ympäristösuunnitelman lähtökohdat ja tavoitteet...15 5.2 Ympäristösuunnitelman ratkaisuperiaatteet...15 5.3 Alustava kustannusarvio...17 6 MITOITUS- JA TOIMIVUUSTARKASTELUT...19 6.1 Hulevesimallinnus...19 6.2 Mitoitussateet...20 6.3 Hallintajärjestelmien mitoittaminen...21 6.4 Järjestelmän toiminta erityistilanteissa...22 7 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET...23 LIITEET: LIITE 1 VHT--201 Valuma-aluekartta, 1:5000 (A2) LIITE 2 VHT--202 Hulevesien hallinnan yleissuunnitelma, asemapiirustus, 1:1000 (A1) LIITE 3 MAS--901 Ympäristösuunnitelma, Yleissuunnitelmakartta, 1:1000 (A1) LIITE 4 MAS--902 Ympäristösuunnitelma, Periaatepoikkileikkaus A-A, 1:200 (A1)
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 1 (24) IKANO RETAIL CENTRES TAMMERFORS OY / TAMPEREEN KAUPUNKI LAHDESJÄRVEN ASEMAKAAVAN NRO 8395 HULEVESI- JA YMPÄRISTÖSUUNNITELMA, KORTTELI 6125 1 JOHDANTO 1.1 Työn lähtökohdat ja tavoitteet Tehtävänä on laatia Tampereen Lahdesjärven asemakaavaa nro 8395 varten hulevesien hallintasuunnitelma ja ympäristösuunnitelma. Suunnittelualue sijaitsee Tampereen Lahdesjärvellä korttelissa 6125 Automiehenkadun ja Leppästensuonkadun rajaamalla alueella. Suunnittelualue on tällä hetkellä tasaiseksi louhittu ja sen länsipuolella sijaitsee IKEA-huonekaluliike. Suunnittelualueen sijainti ja karkea rajaus on esitetty kuvassa 1. Kuva 1. Suunnittelualueen sijainti ja karkea rajaus. Kaavamuutoksella korttelin 6125 nykyistä rakennusoikeutta ollaan lisäämässä ja paikalle on suunniteltu IKEA:n laajennusta ja uutta IKANO-tavarataloa. Muutoksen kohteena oleva tontti tulee rakentamisen jälkeen sisältämään merkittävässä määrin vettä läpäisemättömiä asfaltti- ja kattopintoja, mikä lisää hulevesien muodostumista. Tontin suuresta pinta-alasta (11,6 ha) johtuen sen merkitys on huomattava koko Lahdesjärven alueen hulevesien johtamisreittien kannalta. Tässä työssä arvioidaan asemakaavan muutoksen mukaisen täydennysrakentamisen vaikutuksia hulevesien määrään ja johtamiseen, määritetään tonttikohtaisen hulevesien hallinnan tarve ja esitetään sitä varten tarvittavat mitoitukset ja ohjeet hulevesien hallinnasta ja käsittelystä. Erityinen huomio työssä asetetaan sille, että suunnittelualueen hulevedet hallitaan mahdollisimman luonnonmukaisen menetelmin ja hulevedet eivät kuormita Automiehenkadun hulevesiviemärilinjoja. Hulevesisuunnittelun lisäksi työssä laaditaan tontin ympäristön viihtyisyyteen tähtäävä yleissuunnitelma.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 2 (24) 1.2 Projektin organisaatio Hulevesiselvitys on tehty konsulttityönä FCG Finnish Consulting Group Oy:ssä, jossa työn projektipäällikkönä ja hulevesisuunnitelman pääsuunnittelijana on toiminut dipl.ins. Hannes Björninen, ympäristösuunnitelman pääsuunnittelijana maisema-arkkitehti MARK Eeva Eitsi ja työn tarkastajana dipl.ins. Perttu Hyöty. Työn tilaajat ovat IKANO Retail Centres Tammerfors Oy, jossa yhteyshenkilönä on toiminut toimitusjohtaja Tuire Nyberg sekä Tampereen kaupunki, Kiinteistötoimi, jossa yhteyshenkilönä on toiminut kiinteistöjohtaja Mikko Nurminen. Lisäksi tilaajan ohjausryhmään ovat kuuluneet: Matti Saksanen Heimo Rintamäki Peik Enbom Seppo Heikonen Ali Karjalainen Anna Hyyppä Elina Karppinen Marjatta Salovaara Antonia Sucksdorff Maria Åkerman Arkkitehti- ja suun.toimisto Saksanen Oy Destia Oy IKEA Oy Oy Nortecon Ab Kaava- ja tonttiapu Ali Karjalainen Tampereen kaupunki Tampereen kaupunki Tampereen kaupunki Tampereen kaupunki Tampereen kaupunki 1.3 Käsitteitä 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 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 1. 1 US EPA. 1999. Preliminary data summary of urban storm water best management practices. EPA-821-R-99-012. Washington D.C.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 3 (24) 2 SUUNNITTELUALUEEN NYKYTILA 2.1 Ympäristö ja maankäyttö Suunnittelun kohteena oleva nk. IKANO:n tontin pinta-ala on noin 11,6 hehtaaria. Tontti rajautuu IKEA:n tonttiin paikoitusalueineen sekä Leppästensuonja Automiehenkatuun. Tonttia ympäröi teollisuus- ja yritysalueet halleineen. Eteläpuolella on laaja rakentamaton metsä- ja suoalue. Suunnittelualue on louhittua entistä kallio- ja metsäaluetta. Puustoa ei tontilla enää ole jäljellä. Suunnittelualueen nykytilaa on havainnollistettu kuvassa 2. 2.2 Valuma-alueet ja reitit Kuva 2. Näkymä tontille lounaasta kuvattuna. Suunniteltavan tontin karu ympäristö kaipaa ympäristörakentamista, joka luo tontille uutta identiteettiä ja viihtyisyyttä sekä rajaa samalla toimintoja ja paikoitusalueita esim. istutuksin ympäröivistä katualueista. Suunnittelualue sijoittuu Särkijärven ja Härmälänojan valuma-alueiden vedenjakajan läheisyyteen. Ympäröivien katujen ja korttelin tasauksista johtuen tontin valumasuunta on pohjoiseen Automiehenkadun suuntaan, joten tontti kuuluu kokonaan Pyhäjärveen laskevan Härmälänojan valuma-alueeseen, Näin ollen suunnittelualueelta ei päädy hulevesiä lainkaan Särkijärveen. Alueen päävirtausreitin muodostavat Automiehenkadun ja Postitorvenkadun hulevesiviemärit. Automiehenkadulle on alkuperäisen hulevesiviemärilinjan (800 B v.1994) rinnalle rakennettu vuonna 2009 toinen putkilinja (600 B). Tästä huolimatta hulevesiviemärit toimivat jo nykyään rankkasadetilanteissa kapasiteettinsa ylärajoilla eikä niihin voida johtaa juurikaan uusien rakennettavien alueiden hulevesiä sellaisenaan. Postitorvenkadun hulevesiviemärit (1000 B ja 800 B) johtavat suunnittelualueen hulevedet pohjoiseen, josta ne purkavat Postitorvenkadun ali 1000 B hulevesiviemärillä ja Valtatien 3 liittymän ali 1400 B viemärillä. Viemäri purkaa Lakalaivassa Härmälänojan haaraan VR:n varikkoalueen läheisyydessä. Härmälänoja virtaa täällä poikkeuksellisesti vielä suhteellisen luonnontilaisessa avouomassa.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 4 (24) Suunnittelualueen sijainti, läheiset osavaluma-alueet, vedenjakajat ja virtausreitit on esitetty kuvassa 3 ja liitteenä 1 olevassa valuma-aluekartassa. Kuva 3. Suunnittelukohteen lähivaluma-alue.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 5 (24) 3 HYDROLOGINEN TARKASTELU 3.1 Maankäytön muutos Kaavamuutoksella alueen nykyistä rakennusoikeutta ollaan lisäämässä. Tontille on suunniteltu pinta-alaltaan suuria uudisrakennuksia ja näiden vaatimia laajoja pysäköintialueita, joten rakentamisen jälkeen tontti tulee sisältämään merkittävässä määrin vettä läpäisemättömiä katto- ja asfalttipintoja. Havainnekuvaluonnos tontin suunnitellusta maankäytöstä on esitetty kuvassa 4. Erityyppisten pintojen suuntaa antavat määrät nykytilassa ja tulevassa tilanteessa on koottu taulukkoon 1. Kuva 4. Karkea luonnos suunnitellusta maankäytöstä. Taulukko 1. Tontin sisältämien erilaisten pintojen arvioidut määrät sekä osuudet tontin pinta-alasta nykytilassa ja tulevassa tilanteessa. Pinta Nykytila Tuleva katto 0 m² 0 % 31 200 m² 27 % asfaltti 0 m² 0 % 56 800 m² 49 % sorapinta 116 000 m² 100 % 0 m² 0 % viherpinta 0 m² 0 % 28 000 m² 24 % Yhteensä 116 000 m² 100 % 116 000 m² 100 % 3.2 Vaikutukset hulevesiin ja virtausreitteihin 3.2.1 Valuma-aluerajat Suunnittelualueen maankäytön muutoksella ei ole vaikutuksia alueen päävedenjakajiin eikä läheisten osavaluma-alueiden rajauksiin. Nykytilassa tontti on louhittu ja osittain tasattu eikä tontilla ei ole selviä hulevesiä kerääviä ja johtavia reittejä. Tontin rakentamisen ja päällystämisen myötä sen hulevedet ke-
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 6 (24) 3.2.2 Hulevesivalunnan muodostuminen rätään hallitummin yhteen ja johdetaan Automiehenkadun hulevesiviemäriin IKEA:n tonttiliittymän kohdalta. Maankäytön muutoksen hydrologiset vaikutukset arvioitiin läpäisemättömien pintojen perusteella, koska niiltä muodostuu suurin osa hulevesistä. Läpäisemättömistä pinnoista merkittävimpiä ovat kattopinnat, koska ne ovat usein kytketty suoraan tontin kuivatusjärjestelyihin. Lisäksi kattojen kaltevuus on muita rakennettuja pintoja suurempi ja virtausvastus pieni etenkin peltikatoilla. Näin ollen kattovedet johtuvat nopeasti syöksyputkien kautta hulevesiviemäriverkkoon tai maan pinnalla oleviin hulevesikouruihin ja edelleen valuma-alueen purkupisteeseen. Valuma-alueilta määritettiin läpäisemättömien pintojen kokonaismäärä, 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. Läpäisemättömien pintojen määrän lisäksi on huomioitava, että uudisrakentamisen myötä läpäisemättömien pintojen laatu tasoittuu ja kaltevuudet kasvavat. Näin ollen rakentaminen pienentää pintojen painanteisiin varastoituvan veden, eli painannesäilynnän määrää. Esimerkiksi sorapintainen alue voi pidättää jopa 5 millimetrin sademäärän, kun taas uusi asfalttipinta pidättää vain alle millimetrin. Rakentamisen myötä myös päällystämättömät pinnat tiivistyvät luonnontilaan verrattuna. Kokonaisuudessaan rakentaminen tehostaa tonteilla tapahtuvaa hulevesien keräystä ja johtamista merkittävästi, mikä johtaa purkautuvien hulevesien määrän ja virtaaman selvään kasvuun. Tarkasteluissa käytetyt läpäisemättömän pinnan osuudet (TIA) ja painannesäilynnän ominaisarvot erilaisille pinnoille on koottu taulukkoon 2. Taulukko 2. Tarkasteluissa käytetyt rankkasadetilanteissa pätevät pintojen TIA-arvot sekä painannesäilynnän ominaisarvot. Pinta Läpäisemättömyys (TIA) Painannesäilyntä katto 100 % 0 mm asfaltti 95 % 0,5 mm sorapinta 25 % 5 mm viherpinta 15 % 6 mm 3.2.3 Hulevesien määrä Selvitysalueelta 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). Kun otettiin lisäksi huomioon esitetyt painannesäilynnän aiheuttamat häviöt, 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 koskemaan kaikkia tapauksia. Esimerkiksi erittäin rankoilla, harvoin toistuvilla rankkasateilla valumakertoimen arvot kasvavat. Tarkastelu havainnollistaa silti hyvin muodostuvien hulevesien määrän muutosta ja rakentamisen hydrologisia vaikutuksia.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 7 (24) Taulukossa 2 esitettyjen ominaisarvojen ja tontin maankäyttösuunnitelmien pohjalta laskettiin läpäisemättömien pintojen kokonaismäärät (TIA) kaavamuutoksen jälkeen. Lisäksi laskettiin valumakertoimet rankkasateella, jonka sademäärä on 20 mm. Nykytilanteen ja tulevan tilanteen arvojen vertailu on esitetty kuvassa 5 Läpäisemättömän pinnan laskennallinen määrä ja valumakerroin 1.00 0.90 Total Impervious Area (TIA) Valumakerroin (20 mm rankkasade) 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.77 0.70 0.20 0.25 0.19 0.10 0.00 IKANO nyky IKANO ve1 3.2.4 Hulevesien laatu Kuva 5. TIA-arvot ja valumakertoimet 20 mm rankkasadetapahtumalla nykytilanteessa ja tulevassa tilanteessa. Kuvasta 5 nähdään, että maankäytön muutos johtaa valumakertoimen merkittävään kasvuun (0,19 0,70). Tämä tarkoittaa, että hulevesiä muodostuu lähes neljä kertaa enemmän kuin nykytilassa ja käytännössä ero korostuu hulevesien tehokkaan keräämisen ja eteenpäin johtamisen vaikutuksesta. Tontin suuresta pinta-alasta (11,6 ha) johtuen sademäärältään suurilla rankkasateilla hulevesien muodostuminen on erittäin runsasta ja virtaamat tontin purkupisteessä Automiehenkadun hulevesiviemäriin kasvavat haitallisesti. Alustavien maankäyttöluonnosten perusteella voi arvioida, että tulevassa tilanteessa tontin hulevesistä noin 60 % muodostuu asfalttipinnoilta. Näiltä muodostuvat hulevedet sisältävät tyypillisesti liikenteestä, materiaalien kulumisesta ja talvikunnossapidosta peräisin olevia epäpuhtauksia kuten raskasmetalleja ja öljyä. Asfalttipinnoilta syntyvä runsas hulevesivalunta huuhtoo mukaansa pintojen epäpuhtaudet tehokkaasti ja toistuvasti pienemmilläkin sadetapahtumilla. Kattopinnoilta muodostuvat hulevedet ovat laadultaan suhteellisen puhtaita, vaikka voivatkin sisältää hieman mm. tuulen kuljettamaa kiintoainesta.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 8 (24) 3.3 Hulevesien hallinnan tarve ja tavoitteet 3.3.1 Hallinnan tarve 3.3.2 Hallinnalle asetettavat tavoitteet Suunnittelualueen hulevesimäärien kasvu ja suuret hetkelliset virtaamat voivat johtaa alueen purkureittinä toimivien Automiehenkadun hulevesiviemäreiden ylikuormittumiseen ja hulevesien tulvimiseen maanpinnalle. Vaikka tulvimista ei tapahtuisikaan aivan suunnittelualueen läheisyydessä, ongelmat siirtyvät valumareitin alaosiin esimerkiksi Postitorvenkadun ympäristöön. Lisäksi Härmälänojan Lahdesjärvi-Lakalaiva-haaran ainoa luonnonmukaisempi osuus sijaitsee Valtateiden 3 ja 9 liittymän luoteispuolella ja suunnittelualueen hulevedet eivät saa omalta osaltaan heikentää tämän uoman tilaa esimerkiksi lisäämällä sen eroosiota. Tontilla muodostuvat suuret virtaamahuiput voivat ylittää myös tontin oman hulevesijärjestelmän kapasiteetin ja johtaa pahimmillaan tulvimiseen tontin sisällä. Suunnittelualueen hulevesistä suurin osa, noin 60 %, muodostuu asfalttipinnoilta. Tontin asfalttipinnoilta muodostuvat hulevedet ovat laadultaan kattovesiä huonompia, mutta eivät eroa lähialueiden asfalttipintojen hulevesistä. Härmälänojan valuma-alueella, etenkin Lahdesjärvellä, Lakalaivassa ja Sarankulmassa, on paljon laajoja asfalttipintaisia alueita ja niihin verrattuna IKA- NO:n tontin osuus on pieni. Näin ollen koko Härmälänojan valuma-alueen mittakaavassa suunnittelualueen rakentamisen vaikutukset hulevesien laatuun ovat kohtuullisen vähäiset. Kuitenkin paikallisesti Härmälänojan Lahdesjärvi- Lakalaiva-haaran mittakaavassa hulevesien laadun heikkeneminen voisi johtaa Härmälänojan avouomaosuuksien nuhraantumiseen. Tontin suunnittelussa olisi johdonmukaista noudattaa Tampereen kaupungin suosimia hyviä hulevesien hallinnan periaatteita, joiden mukaisesti kukin tontti kantaa oman vastuun aiheuttamistaan hulevesistä. Haittojen ehkäisemiseksi tontilta muodostuvia virtaamahuippuja tulee pyrkiä tasaamaan pidemmälle ajanjaksolle hulevesiä viivyttävän rakenteen avulla. Asfalttipintojen hulevedet tulee käsitellä lisäksi hiekan- ja öljynerottimin. Useimpiin Tampereen kaupungin viimeaikaisiin asemakaavoihin on sisällytetty erityisiä kaavamääräyksiä, joilla ohjataan hulevesien käsittelyn laajuutta ja sijoittumista. Hulevesien viivytyksen ja tulvasuojelun näkökulmasta hyviin tuloksiin voidaan päästä esimerkiksi hule-9-kaavamääräyksellä. Se velvoittaa viivyttämään läpäisemättömiltä pinnoilta muodostuvia hulevesiä korttelin sisällä siten, että korttelialueille sijoitettavien viivytyspainanteiden, -altaiden tai -säiliöiden mitoitustilavuus on yksi kuutiometri jokaista sataa vettä läpäisemätöntä pintaneliömetriä kohden (1 m 3 vettä/100 m 2 läpäisemätöntä pintaa). Lisäksi viivytystilavuuden tulee tyhjentyä 12 tunnin kuluessa täyttymisestään ja siinä tulee olla suunniteltu ylivuoto. Hulevesien laatuun, etenkään hulevesiin liuenneisiin epäpuhtauksiin, hule-9- viivytysvaatimus ei kuitenkaan suoraan vaikuta. Näin ollen hulevesien hyvän laadun varmistamiseksi tontilla tulee edellyttää asfalttipintojen hulevesille hiekan- ja öljynerottimien käyttöä. IKANO:n tontilla hule-9-kaavamääräyksen mukainen viivytystilavuus on noin 880 m³, kun perusteena käytetään tässä työssä arvioitua päällystettyjen pintojen ja viherpintojen suhdetta (kpl. 3.1). Viivytysvaatimus täsmentyy tontin maankäytön suunnittelun edetessä.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 9 (24) 4 SUOSITELLUT RATKAISUVAIHTOEHDOT 4.1 Hulevesien hallinnan periaatteet Hulevesien hallinnan ja johtamisen yleisiä hyviä periaatteita on kuvattu tyypillisesti seuraavalla toimintatapojen prioriteettijärjestyksellä, jota voidaan pitää hyvänä ohjeistuksena myös selvitysalueella: I. Ehkäistään hulevesien muodostumista ja niihin kohdistuvaa laatuhaittaa II. Hulevedet käsitellään ja hyödynnetään syntypaikallaan (hulevesien käyttö ja maahan imeyttäminen) III. Hulevedet johdetaan pois syntypaikaltaan suodattavalla ja hidastavalla järjestelmällä (suodattaminen maassa ja maan pinnalla) IV. Hulevedet johdetaan pois syntypaikaltaan hulevesiviemärissä yleisillä alueilla sijaitseville hidastus- ja viivytysalueille ennen vesistöön johtamista (viivyttäminen avouomissa) V. Hulevedet johdetaan hulevesiviemärissä suoraan vesistöön. 4.2 Suositeltu hulevesien hallintajärjestelmä Suunnittelualueelle esitetään monivaiheista hallintajärjestelmää, joka toteuttaa edellä kuvattuja toimintatapoja II ja III. Hallintajärjestelmän ytimen muodostaa tontin pohjoisreunan puistoalueelle sijoitettava nk. hulevesipuisto, jonne rakennetaan näyttävä hulevesiallas. Hulevesialtaaseen tontin hulevedet kootaan eri reittejä sekä hulevesiviemäröinnillä että avoimella kivipurolla. Periaatteena on erotella kattopinnoilla muodostuvat hulevedet mahdollisuuksien mukaan piha-alueiden läpäisemättömillä pinnoilla muodostuvista hulevesistä. Erottelun perusteena on näiden kahden hulevesityypin, ns. katto- ja kenttävesien, erilaiset käsittely- ja viivytystarpeet. Kattovedet ovat parempilaatuisia kuin kenttävedet, koska liikenteen epäpuhtauksien ja kiintoaineksen kertyminen kattopinnoille on vähäistä. Näin ollen kattovedet eivät yleensä tarvitse laadullista käsittelyä, vaan niiden osalta tärkeintä on suurien virtaamahuippujen rajoittaminen. Suunnittelualueella kattovedet johdetaan suoraviivaisemmin tontin hulevesialtaaseen. Sen sijaan tontin kenttävedet vaativat laadullista käsittelyä, joten ne esitetään käsiteltävän hiekan- ja öljynerottimin ennen niiden johtamista hulevesialtaaseen. Suunnitellut hallintajärjestelmän vaiheet on esitetty kuvassa 6 ja liitteenä 2 olevassa yleissuunnitelmakartassa. Kuva 6. Suositellun hulevesien hallintajärjestelmän vaiheet.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 10 (24) 4.3 Hulevesien määrän hallinta 4.3.1 Hulevesien viivyttäminen Esitetyn monivaiheisen ja hajautetun järjestelmän ansiosta yksittäisen hallintamenetelmän mitoituksen ylittyminen tai rakenteellinen vaurio ei johda välttämättä hulevesien johtamiseen suoraan tontilta yleisille alueille. Näin ollen hulevesien hallinnan kokonaisvarmuus lisääntyy ja ylivuotojen riski alenee. Samalla yksittäisen hallintamenetelmän mitoitus ja tilavaraus pienenee, jolloin ne on mahdollista toteuttaa vähäisemmin rakennustöin ja sijoittaa joustavammin muun maankäytön mukaan. Erityyppisiä hallintamenetelmiä yhdistelemällä voidaan vaikuttaa tehokkaimmin sekä hulevesien määrään että laatuun. Tontilla tehtävä hulevesien viivytys toteutetaan keskitetysti tontin pohjoisreunaan rakennettavassa hulevesialtaassa. Vaikka usein tavoitellaan hulevesien muodostumisen ehkäisyä ja hulevesien viivytyksen hajauttamista, suunnittelualueen tapauksessa keskitetty järjestelmä on perusteltu, jotta puistovyöhykkeelle saadaan näyttävä ja toimiva vesiaihe. Hulevesialtaan ja sitä ympäröivän puiston kannalta onkin toivottavaa, että vesiaiheisiin saadaan hulevesiä lähialueilta myös usein toistuvilla sadetapahtumilla. Hulevesien viivyttämisellä pyritään hulevesivirtaamien porrastamiseen pidemmälle ajanjaksolle, jolloin purkureittien hetkellinen kuormitus alenee ja tulvimisriski pienenee. Tontin pohjoisreunaan rakennettavalla hulevesialtaalla hulevedet pyritään hallitsemaan siten, että viivytystä tapahtuisi sekä usein toistuvilla sadetapahtumilla, että harvemmin toistuvilla rankkasateilla. Tätä silmällä pitäen altaaseen tulee pysyvä vesipinta ja tämän ympärille tulvakosteikko ja tulvaniitty, joille vettä padotetaan hallitusti erityisen säätökaivon avulla. Säätökaivo mahdollistaa myös hulevesien vaiheittaisen purkamisen siten, että vedenpinnan ollessa alhaalla se purkaa hulevesiä hitaasti ja vasta vedenpinnan noustessa määrätylle tasolle altaan purkuvirtaama kasvaa. Lopulta altaan mitoituksen ylittävät hulevedet johdetaan ylivuotorakenteen kautta hallitusti eteenpäin. Altaan purkuvirtaama johdetaan kaikissa tapauksissa säätökaivon kautta hulevesiviemäriin, joka yhtyy Automiehenkadun hulevesiviemäriin. Altaan periaatetta on havainnollistettu kuvassa 7. Kuva 7. Hulevesialtaan vyöhykkeet. Ote liitteenä 4 olevasta periaatepoikkileikkauksesta. Myös tontin itäosista hulevesialtaaseen johtava kivipuro toimii osaltaan hulevesiä viivyttävänä rakenteena. Kivetyssä avonaisessa purossa hulevesien virtausnopeudet laskevat verrattuna hulevesiviemäriin ja virtaamahuippujen aikana hulevedet voivat levitä purosta sitä ympäröiviin istutusvyöhykkeisiin. Ote ympäristösuunnitelmasta hulevesialtaan ja kivipuron kohdalta on esitetty kuvassa 8. Altaan ja kivipuron istutuksia ja toteutusta on käsitelty tarkemmin kappaleessa 5.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 11 (24) Kuva 8. Ote liitteenä 3 olevasta ympäristösuunnitelmasta. 4.3.2 Hulevesien varastointi ja hyödyntäminen Rakennusten kattopinnoilla muodostuvia hulevesiä on mahdollista varastoida ja hyödyntää riittävän esikäsittelyn jälkeen kiinteistön sammutusvetenä. Tällä voitaisiin turvata riittävä vedensaanti alkusammutusvaiheessa, mutta se ei korvaa muuta sammutusveden hankintaa. Sammutusvedentarve ja tätä varten tarvittavat järjestelmät on tarkennettava jatkosuunnittelun yhteydessä. Hulevesien käsittely voisi olla kuitenkin periaatteeltaan seuraava: siivilöinti painovoimainen hiekkasuodatus maanalainen varastointi pumppaus sprinklerijärjestelmään suodattimesta ja hulevesivarastosta hallittu ylivuoto Suodattimien kapasiteetti ei riitä rankkasadetilanteissa, joten niistä tulee pystyä johtamaan ylimääräiset hulevedet ohi suoraan hulevesiviemäriverkkoon. Myös maanalaisesta varastoaltaasta tulee järjestää ylivuoto tontin hulevesiviemäriverkon ja kivipuron kautta tontin pohjoisreunan hulevesialtaaseen. Varastoitavaa hulevettä voidaan hyödyntää tarvittaessa myös viheralueen kasteluun ja kiinteistönhuoltotöihin. Maanalainen hulevesien varastointi voidaan toteuttaa hulevesikennostoilla, jotka ovat tyypillisesti muovikaseteista päällekkäin ja vierekkäin koottuja rakenteita. Muovikennostojen etu on niiden suuri, jopa 95 % hyötytilavuus, jolloin suhteellisen pienellä rakennetilavuudella saavutetaan suuriakin hulevesien viivytystilavuuksia. Samalla maanpäällinen tila voidaan käyttää tehokkaasti muihin toimintoihin, koska oikein rakennettuna kennostot eivät vaikuta yläpuolisten osien liikennöitävyyteen. Maanalaiset kennostot voidaan liittää ongelmitta hulevesiviemäriverkkoon ja erilaisiin tontin kaivojärjestelyihin. Muovikennostojen lisäksi maanalainen viivytysvarasto voidaan rakentaa myös betonirakenteisena katettuna säiliönä tai suurikokoisia hulevesiputkia ja soveltuvia kaivorakenteita yhdistelemällä. Esimerkki hulevesikennoston rakentamisesta on kuvassa 9.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 12 (24) 4.3.3 Tulvareitit 4.4 Hulevesien laadun hallinta 4.4.1 Liikenne- ja pysäköintialueet Kuva 9. Maanalaisen kennoston rakentamista Tampereen Tykkitienkadulla. 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. Tonttien sisällä tulvareittejä voidaan muodostaa yksinkertaisimmillaan esimerkiksi käyttämällä yhtenäisiä reunakiveyksiä, jolloin hulevedet pysyvät tiettyyn rajaan asti katu- tai pysäköintialueella. Myös pihojen kaltevuudet tulee suunnitella siten, että valumasuunnat ovat poispäin rakennuksista ja kaltevuudet riittävät hulevesien sujuvaan pintajohtamiseen. Katualueelta tulvavedet tulisi pyrkiä johtamaan maaston painanteisiin tai ojiin, joissa hulevedet eivät aiheuta aineellisia vahinkoja eivätkä haittaa alueiden käyttöä muuten kuin hetkellisesti. Myös hulevesien hallintajärjestelmissä tulee olla aina hallitut ylivuotoreitit tulvatilanteita varten. Ylivuodon tarkoituksena on estää hallintajärjestelmän hallitsematon tulviminen esimerkiksi sen yläpuoliseen verkostoon ja rakennusten salaojiin asti. Tarkoituksena on myös estää rakenteelliset vauriot, joita hallitsemattomat tulvavedet voisivat aiheuttaa mm. altaiden ja biopidätysalueiden maa- ja kasvillisuusrakenteille. Tulvareitit tulee ketjuttaa siten, että ensimmäisen järjestelmän tulviminen pyritään hallitsemaan seuraavalla hallintamenetelmällä. Kun kaikkien järjestelmien viivytystilavuus täyttyy, tulvareitin tulisi olla sujuva purkuvesistöön tai turvalliselle tulva-alueelle asti, jotta aineellisia vahinkoja voidaan ehkäistä. Suunnittelualueelta tulvavedet johtuvat ensisijaisesti tontin pohjoisreunaan ja hulevesialtaaseen, mutta tämän kapasiteetin mahdollisen ylittymisen jälkeen tulvavedet valuvat kohti IKEA:n Automiehenkadun liittymää. Tontin asfalttipinnoilta muodostuvat hulevedet esitetään kerättävän pinnantasauksin hulevesikaivoihin ja erilliseen tontin sisäiseen hulevesiviemäriverkkoon. Menettelyn ansiosta pääosin liikenne- ja pysäköintialuetta olevat piha-
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 13 (24) alueet saadaan helppohoitoisiksi ja kuivatukseltaan varmatoimisiksi. Suurin osa tontin asfalttipintojen hulevesistä johdetaan tonttikohtaiseen hiekan ja öljynerotinjärjestelmään, jonka muodostamaa kokonaisuutta ja kytkeytymistä tontin hulevesiviemäriverkkoon on havainnollistettu kuvassa 10. Kuva 10. Esimerkki hiekan- ja öljynerotinjärjestelmästä. 2 Kuvan 10 mukaisesti tontin erotinjärjestelmä varustetaan virtauksensäätökaivolla, joka ohjaa erotinjärjestelmien välityskyvyn ylittävät virtaamahuiput järjestelmän ohi. Virtauksensäätökaivo mitoitetaan siten, että erotinjärjestelmä pystyisi käsittelemään noin 95 % vuotuisesta sademäärästä 2. Sekä erottimista että ohivirtauksesta vedet johdetaan näytteenottokaivoon. Näytteenottokaivot varustetaan lisäksi sulkuventtiileillä, jolloin erityistilanteissa purkuvirtaus voidaan katkaista kokonaan. Toisin kuin kuvassa 10, erotinjärjestelmistä hulevedet johdetaan tontin pohjoisreunan hulevesialtaaseen, jossa sen kasvillisuusvyöhykkeet käsittelevät osaltaan hulevesiä laadullisesti. Tämä lisää hulevesien laadun hallinnan tehoa ja varmuutta ongelmatilanteissa. On huomattava, että mikäli kattovedet johdettaisiin samojen erotinjärjestelmien läpi kuin kenttävedet, erottimien mitoitusta jouduttaisiin kasvattamaan merkittävästi. Rankkasadetilanteissa kattovedet voisivat jo yksistään ylittää erottimien kapasiteetin, jolloin likaisten kenttävesien hieman myöhemmin esiintyvä virtaamahuippu päätyisi suoraan järjestelmän ohivirtaukseen. Ääritilanteissa erotinjärjestelmän ohitusta tulee silti käytännössä aina esiintymään jossain määrin. 2 Wavin Labko Oy
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 14 (24) 4.4.2 Lumenvarastointialue 4.4.3 Polttoaineen jakeluasema Tontin koilliskulmaan on ympäristösuunnitelmassa esitetty kenttäaluetta, jota voitaisiin hyödyntää talvella lumenvarastointialueena. Lumettomaan aikaan alue toimisi huoltoliikenteen kääntö- ja pysäköintipaikkana. Alue muodostaisi oman kuivatusalueensa, jonka hulevedet käsiteltäisiin hiekan- ja öljynerotinjärjestelmällä ennen vesien purkamista tontin pohjoisreunan kivipuroon ja hulevesialtaaseen. Mikäli suunnittelualueelle sijoitetaan polttoaineen jakeluasema, sen hulevedet tulee hallita asianmukaisin menetelmin. Polttoaineen jakelualueen ja täyttöpaikan hulevedet tulee viemäröidä öljyn- ja hiekanerottimien, näytteenottokaivon ja sulkuventtiilin kautta jätevesiviemäriin. Erotinjärjestelmä varustetaan virtauksensäätökaivolla, joka ohjaa erotinjärjestelmien välityskyvyn ylittävät virtaamahuiput järjestelmän ohi. Sulkuventtiilin ansiosta purkuvirtaus voidaan katkaista erityistilanteissa kokonaan. Erotinjärjestelmän tulee olla erillinen eli siihen ei saa johtaa muita hulevesiä. Mittarikatoksen katolla syntyvät hulevedet johdetaan erotinjärjestelmän ohi tontin hulevesiviemäriin. 4.5 Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta Rakentamisen aikainen hulevesien hallinta tulee ottaa huomioon kohteen jatkosuunnittelussa. Rakentamisen aikaiset hulevedet ovat poikkeuksetta laadultaan huonoja, koska hulevesiin huuhtoutuu mm. häiriintyneistä maakerroksista runsaasti kiintoaineista. Rakennusvaiheen vesien käsittely kannattaa järjestää tilapäisillä ratkaisuilla erillään lopullisen tilanteen hulevesien hallintajärjestelmästä, koska hulevesijärjestelmää ei todennäköisesti voida rakentaa niin etupainotteisesti, että se olisi käyttökunnossa muun rakentamisen aikana. Lisäksi rakennusvaiheen runsas kiintoainehuuhtouma voi tukkia hulevesijärjestelmän. Rakentamisen aikaiseen hulevesien hallintaan luontevin paikka on tontin pohjoisreunassa, jonne tuleva puistoaluekin on esitetty rakennettavan. Sinne voitaisiin toteuttaa osin kaivamalla ja osin pengertämällä viivytysallas tai altaita, jonne suunnittelualueen vedet voidaan kaltevuuksien puolesta helposti johtaa.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 15 (24) 5 YMPÄRISTÖSUUNNITELMA 5.1 Ympäristösuunnitelman lähtökohdat ja tavoitteet Ympäristösuunnitelman (liite 3) lähtökohtana on nykyisen karun louhitun maiseman muokkaaminen maisema-arkkitehtuurin ja hulevesisuunnittelun keinoin vehreäksi ja viihtyisäksi yrityspuistoksi. Lähtökohtana on hulevesiselvitys- ja suunnitelma ja siihen liittyvät laskennalliset mitoitukset. Kaavan lähtökohdan mukaisesti tavoitteena on viivyttää hulevesiä mahdollisimman pitkään tontilla ja hyödyntää samalla vesi tontin maiseman käsittelyssä ja viheralueiden aiheina. Samalla luodaan yritysalueelle uutta vehreämpää, asiakasystävällistä identiteettiä ja rajataan laajoja paikoitus- ja huoltoalueita ympäristörakentamisen keinoin mm. katualueista. Ympäristösuunnitelman tavoitteena on myös ottaa huomioon kevyenliikenteen tarpeet ja sujuvat yhteydet yritysalueella. 5.2 Ympäristösuunnitelman ratkaisuperiaatteet Ympäristösuunnitelmassa on esitetty vehreän keitaan luomista tontin pohjoisosaan, jonne on maankäytön suunnitelmassa jäämässä riittävän laaja alue viivytysallasta sekä tulvakosteikkoa ja tulvaniittyä varten. Tontin eteläosasta johdetaan hulevedet aluksi maanpinnassa kivipurossa, jolloin se johdattelee alueelle saapuvia asiakkaita rakennettuna elementtinä tulevan rakennuksen sisäänkäynnille. Itäosan korkeuserojen ja tilanpuutteen vuoksi vesi on osoitettu kulkevan maan alla putkessa, jotka purkautuvat sitten pohjoisempana kivipuroon. Kivipuroon ohjataan myös tulevan rakennuksen kattovesiä. Purouoman kautta vedet johtuvat viivytysaltaaseen. Paikoitusalueen hulevedet johdetaan myös viivytysaltaaseen. Purkuputken suu voidaan maisemoida puutasolla. Lumenvarastointialueen vedet johdetaan erotinjärjestelmän kautta kivipuroon ja viivytysaltaaseen. Kivipuroa ja viivytysallasta on havainnollistettu kuvassa 11. Kuva 11. Kasvillisuus keskitetään laajemmaksi viherkeitaaksi viivytysaltaan ympäristöön. Etelä- ja koillisosan kivipurot luovat kontrastia rehevälle keitaalle. (Kuvat Eeva Eitsi ja Anneli Lyytikkä) Viivytysaltaassa on pysyvä vesipinta, jolloin siihen voidaan istuttaa esim. lumpeita. Tavoitteena on saada aikaan useita rantavyöhykkeitä, jolloin kasvillisuudesta tulee monilajista ja monimuotoista. Lammen rannoille sekä ajoittain vettä tulvivalle tulvakosteikolle voidaan istuttaa lajeja, jotka sietävät ve-
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 16 (24) den pinnan vaihtelua, kuten rantakukkaa, iriksiä, ranta-alpia, kaisloja ja osmankäämiä. Jos halutaan nopeaa ja varmaa kasvuunlähtöä, voidaan istuttamisessa käyttää rantakasvimattoa. Ylemmälle rantavyöhykkeelle voidaan istuttaa koristeperennoja, kuten päivänliljoja ja nauhuksia sekä koristeheiniä. Kuva 12. Irikset tuovat väriä lammen rannoille alkukesästä ja keltaisena kukkivat nauhukset loppukesäksi. (Kuvat Eeva Eitsi ja Eeva Rapola) Lisäksi voidaan istuttaa koivuja, pajuja ja tervaleppää. Satunnaisesti vettä tulvivalle alueelle voidaan luoda tulvaniitty, jonne kylvetään esim. rehevän niityn siemeniä tai istutetaan saroja ja heiniä taimina. Keidasideaa korostetaan viivytysallasta ja kivipuroa reunustavin sora/sepelialuein, josta kohoaa niittymäisiä kumpuja lehtipuuistutuksineen. Alueelta louhittuja luonnonkiviä voidaan hyödyntää viherrakentamisessa. Viivytysaltaan rannan vyöhykkeitä on havainnollistettu kuvassa Error! Reference source not found. sekä edellä kappaleessa 4.3.1. Kuva 13. Viivytysaltaan itäranta on loivapiirteinen, jolloin tulviminen hoituu laajoilla tulvakosteikolla ja tulvaniityllä. Altaan kasvillisuusvyöhykkeiden ja tulvaniityn luontaista kehittymistä voidaan tukea kylvöin ja istutuksin. (Kuvat Eeva Eitsi ja Eeva Rapola) Kivipuro muotoillaan niin, että se on kaunis myös kuivina ajankohtina. Tontin itä- ja eteläreunan tasoeroja käsitellään louhituin terassein ja mahdollisesti
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 17 (24) kivikorein. Karun kallioreunan ja kevyenliikenteenreitin välille istutetaan esim. mäntyryhmiä ja koristeheiniä, kuten rantavehnää, jota on käytetty katujen kiertoliittymien istutuksissa (kuva 14). Kuva 14. Luonnonkiviä hyödynnetään kivipuroissa ja koristeheiniä istutuksissa, kuten IKEA:n kiertoliittymissä on tehty. (Kuvat Eeva Eitsi) Tulevan paikoitusalueen poikki osoitetaan viihtyisä ja houkutteleva kivetty reitti puukujanneistutuksineen. Samoin Automiehenkadun kevyenliikenteenreitiltä ja linja-autopysäkiltä osoitetaan reitti tulevan rakennuksen sisäänkäynnille sekä varataan paikat pyöräparkeille sisäänkäyntien lähelle. 5.3 Alustava kustannusarvio Kuva 15. Istutukset keskitetään pohjoisosassa kumpareille sekä mutkittelevan uoman ja viivytysaltaan reunamille. Istutukset näkyvät hyvin myös Automiehenkadulle ja reunustavat katu- ja kevyenliikenteenreittiä. Kevyenliikenteenreitiltä voidaan suunnitella houkutteleva siltayhteys kivipuron yli yritysalueelle. (Kuvat Eeva Eitsi ja Eeva Rapola) Ympäristörakentamisen ja hulevesien hallintajärjestelmien laitteistokustannukset arvioitiin yleissuunnitelmatasolla. Ympäristörakentamisen karkeat kustannusarviot on koottu taulukoon 4. Taulukko 3. Ympäristörakentamisen kustannusarviot. Järjestelmä Kustannusarvio Viivytysaltaan ja sen ympäristön rakentaminen 400 000 Kivipuron ja sen ympäristön rakentaminen 300 000 Muut istutus- ja terassointi ym. työt 200 000
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 18 (24) Hallintajärjestelmien laitteistokustannukset arvioitiin yleissuunnitelmatasolla. Kustannuksissa ei ole esitetty perinteisten hulevesiviemäreiden ja kaivojen kustannuksia, koska ne eivät ole lisäkustannus, vaan ne tulisivat tontille kaikesta huolimatta. Maanalainen viivytysvarasto voidaan rakentaa myös betonirakenteisena katettuna säiliönä tai suurikokoisista hulevesiputkista ja soveltuvista kaivorakenteista. Vaihtoehtojen karkeat kustannusarviot on koottu taulukoon 4. Taulukko 4. Karkeat arviot hulevesijärjestelmien kustannuksista. Eivät sisällä maarakentamisen ja urakoinnin kustannuksia. Maanalainen hulevesien varastointi sammutusvedeksi, Järjestelmä 1. Muovikennosto: WavinLabko Q-Bic Yksikkökustannus Kokonaiskustannus 240 /m³ 108 000 2. Betonirakenteinen allas 300 /m³ 135 000 450 m³ 3. Putkijärjestelmänä** - 150 000 Erotinjärjestelmät 3 kpl Wavin Labko: virtauksensäätökaivo, hiekanerotin, öljynerotin ja näytteenottokaivo sulkuventtiilillä 15000 35 000 / kpl ~80 000 ** 250 metriä KWH Pipe Kierre Weholite 1525 mm putkea ja kaivo- ja purkurakenteet
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 19 (24) 6 MITOITUS- JA TOIMIVUUSTARKASTELUT 6.1 Hulevesimallinnus Suunnitellun hulevesien hallintajärjestelmän toimivuutta tarkasteltiin kokonaisuutena hulevesimallin avulla. Malliin rakennettiin karkealla tarkkuudella myös läheiset osavaluma-alueet verkostoineen, jotta alueesta voitiin muodostaa kokonaiskuva. Mallinnus suoritettiin FCG SWMM -ohjelmalla (Storm Water Management Model), joka sisältää hulevesien muodostumista kuvaavan hydrologinen valuma-aluemallin sekä virtausreittejä kuvaavan hydraulisen mallin. Hydrologisella mallilla kuvataan erityisesti valuma-alueelta muodostuvan pintavalunnan määrää ajan suhteen. Hydrologinen malli perustuu syötteenä olevaan sadetapahtumaan ja valuma-alueiden ominaisuuksista johtuvien sadannan häviöiden laskemiseen. Malliin rakennettiin osavaluma-alueet ja valumareitit ominaisuuksineen, joista huomioitiin mm. pinta-ala, läpäisemättömän pinnan määrä, keskimääräinen kaltevuus sekä virtausvastuskerroin. Mallinnuksen tuloksena saatiin valuma-aluekohtaiset purkautumiskäyrät, jotka toimivat syötteenä hydrauliselle verkostomallille. Hydraulinen malli rakennettiin yhdistämällä edellä kuvattu hydrologinen valuma-aluemalli avo-uomista ja sadevesiviemäreistä muodostuvaan verkostomalliin. Hydrauliseen malliin sisällytettiin myös suunnitellut hulevesien hallintajärjestelmät. Mallin avulla voitiin tarkastella monipuolisesti mm. ajasta riippuvia virtaamien summakäyriä, vedenpinnan tasoja ja altaiden tilavuuksia. Hydraulisessa mallinnuksessa käytettiin nk. dynaamista menetelmää 3, jolla voitiin tarkastella monimutkaisiakin ilmiöitä kuten paineellista virtausta, taaksepäin virtausta sekä virtausreittien tulvimista ja padotusta. Ote rakennetusta hulevesimallista on esitetty kuvassa 16. Kuva 16. Ote suunnittelualueesta rakennetusta SWMM-hulevesimallista. 3 US EPA. 2009. Storm Water Management Model, User s manual, version 5.0.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 20 (24) 6.2 Mitoitussateet Mitoitussade määritetään valuma-alueen pinta-alan, kertymisajan ja sateen toistuvuuden perusteella. Suurimmat hulevesivirtaamat saavutetaan yleensä silloin, kun rankkasateen kesto valitaan kertymisajan eli valuma-alueen etäisimmästä reunasta purkupisteeseen kuluvan virtausajan pituiseksi 4. Toisin sanoen kertymisaika määrittää suurimpien virtaamahuippujen esiintymishetken rankkasateen alkamishetkestä lukien. Hulevesiviemäriverkostossa pahin hetkellinen tulvatilanne syntyy lyhytkestoisella, intensiteetiltään suurella rankkasateella silloin, kuin usean osavaluma-alueen huippuvirtaamat esiintyvät samanaikaisesti samassa verkoston osassa. Sen sijaan esimerkiksi hulevesialtaissa pahimman tulvatilanteen aiheuttaa yleensä pitkäkestoisempi rankkasade, jonka sademäärä on suuri. Valuma-alueen koon ja muodon lisäksi kertymisaikaan vaikuttaa olennaisesti sateen rankkuus. Heikoilla sateilla vaaditaan pitkäkestoisempi sadetapahtuma virtaamahuipun saavuttamiseksi, kun taas hyvin rankoilla sateilla virtaamahuippu muodostuu pintojen nopean kastumisen johdosta selvästi lyhemmässä ajassa. Erot kertymisajoissa jäävät kuitenkin vähäisiksi, kun siirrytään kerran viidessä vuodessa tai tätä harvemmin toistuviin tilanteisiin. Tilanteessa, jossa hulevesien hallintajärjestelmiä ei ole toteutettu, suunnittelualueen kertymisajaksi Automiehenkadun hulevesiviemäriin arvioitiin 5 10 minuuttia. Suunniteltujen hallintamenetelmien viivyttävä vaikutus huomioituna kertymisajaksi arvioitiin noin 30 60 minuuttia. Tarkasteluissa on käytetty Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU) 5 loppuraportin mukaisia, tarkistettuja sateen keskimääräisiä intensiteettejä 1 km 2 aluesadannalle. Sadetiedot perustuvat Suomessa kesällä 2000 2005 aikana tehtyihin tutkasadehavaintoihin ja vastaavat Etelä-Suomen sateita. Mallinnuksessa on käytetty 15 min, 30 min ja 1h kestoisia rankkasadetapahtumia, joiden intensiteetit ja sademäärät on esitetty taulukossa 5. Taulukko 5. Mallinnuksessa käytetyt rankkasadetapahtumat (1km 2 ). Kesto Toistuvuus Keskim. intensiteetti Sademäärä 15 min 30 min 1 h 1/2a 0,60 mm/min 100 l/s*ha 9 mm 1/5a 0,73 mm/min 122 l/s*ha 11 mm 1/10a 0,94 mm/min 156 l/s*ha 14 mm 1/2a 0,37 mm/min 61 l/s*ha 11 mm 1/5a 0,50 mm/min 83 l/s*ha 15 mm 1/10a 0,60 mm/min 100 l/s*ha 18 mm 1/2a 0,25 mm/min 42 l/s*ha 15 mm 1/5a 0,32 mm/min 53 l/s*ha 19 mm 1/10a 0,39 mm/min 64 l/s*ha 23 mm 1/50a 0,50 mm/min 83 l/s*ha 30 mm 1/100a 0,60 mm/min 100 l/s*ha 36 mm Ilmastonmuutoksen on ennustettu kasvattavan rankkasateiden intensiteettejä keskimäärin 15 20 % vuosiin 2071 2100 mennessä 5. Arviot perustuvat Ilmatieteen laitoksen ennusteisiin. RATU:n 5 suositusten mukaisesti ilmastomuutos voidaan huomioida käyttämällä 20 % nykyistä rankempia sateita. Tämä tarkoittaa esimerkiksi, että nykyhetken 1/10a toistuvuus vastaa ennustetun ilmastonmuutoksen mukaisessa tilanteessa likimäärin 1/5a toistuvuutta. Vastaavasti nykyinen 1/5a toistuvuus vastaa ennustetussa tilanteessa likimäärin 1/3a toistuvuutta. 4 Suunnittelukeskus Oy 2007. Hulevesien luonnonmukaisen hallinnan menetelmät, suunnitteluohje. 5 Aaltonen, J. ym. 2008. Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU). Suomen Ympäristö, 31. 123 s.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 21 (24) 6.3 Hallintajärjestelmien mitoittaminen Tonttikohtainen hulevesien viivytys esitetään mitoitettavan hule-9- kaavamääräyksen mukaisesti 1 m³ viivytystilavuutta jokaista 100 m² läpäisemätöntä pintaa kohden. Tontin maankäyttö luonnosten perusteella tämä tarkoittaa noin 880 m³ viivytystilavuutta. Viivytystilavuus toteutetaan kokonaisuudessaan tontin pohjoisreunan hulevesialtaan tulvatilavuutena. Hulevesialtaan kaavamääräyksellä vaadittavaa mitoitusta tarkasteltiin kerran kymmenessä vuodessa (1/10a) toistuvalla 60 minuutin rankkasateella. Tällä saavutetaan riittävä varmuus myös ennustetun ilmastonmuutoksen vaikutuksesta rankkenevilla sadetapahtumilla, jolloin mainittu toistuvuus vastaa edelleen silti 1/5a toistuvuutta. Laajan puistoalueen ansiosta altaan sijoituspaikka mahdollistaa kuitenkin tätä suuremmankin hulevesien viivyttämisen turvallisesti ja ilman lisäkustannuksia. Allas mitoitettiin siten, että tavanomaisemmat, useammin kuin kerran 10 vuodessa esiintyvät rankkasateet, johtavat tulvavesien leviämiseen tulvakosteikon ja tulvaniityn rajalle. Tällöin viivytystilavuus täyttää kaavamääräyksen vaatimukset. Tätä harvinaisemmat rankkasadetilanteet hallitaan padottamalla hulevesiä tulvaniitylle, jonka muotoilun ansiosta viivytystilavuus riittää hallitsemaan jopa kerran 100 vuodessa esiintyvän 60 minuutin rankkasateen, jota käytetään hulevesitulvariskien määrittämisen perusteena. Altaan keskeiset mitoitustiedot on koottu taulukkoon 6 ja ne on kuvattu myös liitteenä 2 olevassa yleissuunnitelmakartassa. Altaan tulo- ja purkuvirtaaman suhdetta on havainnollistettu mitoitustilanteessa kuvassa 17. Taulukko 6. Hulevesialtaan mitoitus. Altaan vyöhyke Viivytystilavuus Pinta-ala Maksimisyvyys Rajoitettu purkuvirtaama Pysyvä vesipinta 0 m³ 1300 m² 0,5 m - Tulvakosteikko 900 m 3 2200 m 2 1,0 m < 70 l/s Tulvaniitty >1500 m 3 3300 m 2 1,5 m < 100 l/s Kuva 17. Altaan tulo- ja purkuvirtaaman suhde mitoitustilanteessa.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 22 (24) Kuvasta 17 nähdään, että altaasta Automiehenkadun hulevesiviemäriin purkautuva hulevesivirtaama saadaan rajoitettua alle neljännekseen altaaseen tulevasta virtaamasta. Tulovirtaaman suuri virtaamapiikki saadaan leikattua ja jaettua pitkälle ajanjaksolle. Lyhyemmillä, esimerkiksi 15 minuutin rankkasateilla virtaamahuippujen leikkautuminen on tätäkin suurempaa (550 l/s 45 l/s). Altaan purkurakenteen tulee olla kuitenkin sellainen, että altaan viivytystilavuus tyhjenee noin 12 tunnin kuluessa. Tällöin järjestelmällä pystytään hallitsemaan paremmin peräkkäiset rankkasateet. Hiekan ja öljynerotinjärjestelmät mitoitetaan tuotteiden valmistajan ohjeiden mukaisesti. Periaatteena on, että niillä hallitaan usein toistuvien sadetapahtumien hulevedet, jotka aiheuttavat säännöllisen ja haitallisimman kuormituksen. Erottimien käsittelykapasiteetin ylittävät virtaamat johdetaan virtauksensäätökaivon avulla erottimien ohi (by-pass), jotta erottimien toiminta ei häiriintyisi. 6.4 Järjestelmän toiminta erityistilanteissa Tontin hallintajärjestelmä on suunniteltu sellaiseksi, että hulevesiallas pystyy viivyttämään hyvin poikkeuksellisienkin rankkasadetapahtumien hulevesiä tehokkaasti. Altaan kapasiteetti riittää hallitsemaan jopa kerran 100 vuodessa esiintyviä rankkasadetilanteita ilman hallitsemattomia ylivuotoja, joten altaan hallintavarmuutta voidaan pitää erinomaisena. Altaalla voidaan ehkäistä suunnittelualueen rakentamisen aiheuttamia ongelmat Automiehenkadun hulevesiviemäreille.
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 23 (24) 7 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Tampereella Lahdesjärvellä nykyiseen IKEA:n kortteliin nro 6125 on esitetty kaavamuutoksella rakennusoikeuden lisäämistä ja paikalle on suunniteltu mm. IKANO-tavarataloa. Tässä työssä on laadittu asemakaavan muutosta nro 8395 varten tarvittava yleissuunnitelmatasoinen hulevesien hallintasuunnitelma sekä ympäristösuunnitelma. Nykytilassa työn suunnittelualueena oleva tontti on tasattua louhetta ja sillä ei ole kasvillisuutta eikä rakennuksia. Suunnittelualue sijoittuu laajan Härmälänojan valuma-alueen latvaosiin, jonka Lahdesjärven haaran päävirtausreittinä toimivat Automiehenkadun ja Postitorvenkadun hulevesiviemärit. Suunnittelualueen rakentamisella ei ole vaikutusta sen eteläpuolelle jäävään Särkijärveen, koska alueen hulevesiä ei päädy lainkaan Särkijärven valuma-alueelle. Maankäyttöluonnoksissa tontille on suunniteltu pinta-alaltaan suuria uudisrakennuksia ja näiden vaatimia laajoja pysäköintialueita. Rakentamisen jälkeen tontti tulee sisältämään merkittävässä määrin vettä läpäisemättömiä katto- ja asfalttipintoja. Tämä tulee tehostamaan hulevesien muodostumista ja nopeuttamaan hulevesivalunnan päätymistä alueen purkureittinä toimivaan Automiehenkadun hulevesiviemäriin, joka toimii jo nykytilanteessa kapasiteettinsa ylärajoilla. Suunnittelualueen rakentamisen vaikutukset hulevesien laatuun ovat koko Härmälänojan valuma-alueen mittakaavassa kohtuullisen vähäiset, mutta paikallisesti hulevesien laadun heikkeneminen voisi johtaa mm. Härmälänojan avouomaosuuksien nuhraantumiseen. Tontin suunnittelussa olisi johdonmukaista noudattaa Tampereen kaupungin suosimia hyviä hulevesien hallinnan periaatteita, joiden mukaisesti kukin tontti kantaa oman vastuun aiheuttamistaan hulevesistä. Jotta hulevesimäärien kasvun aiheuttamia haittoja voidaan ehkäistä, tontilta muodostuvia virtaamahuippuja on tasattava pidemmälle ajanjaksolle hulevesiä viivyttävän rakenteen avulla. Suunnittelualueella tehtävä hulevesien viivytys esitetään toteutettavan kokonaan hulevesialtaassa tontin pohjoisreunaan rakennettavalla istutetulla puistoalueella. Puistoalueesta tulee näyttävä ja voimakkaasti alueen viihtyisyyttä parantava maisemaelementti. Hulevesialtaassa on pysyvä vesipinta ja purkurakenteen avulla hulevesiä padotetaan hallitusti allasta ympäröiville istutetuille tulvakosteikolle ja tulvaniitylle. Puistoon rakennetaan myös hulevesiä johtava, maisemoitu kivipuro, joka osaltaan toimii hulevesiä viivyttävänä rakenteena. Puiston lisäksi hulevesiä voidaan varastoida pienissä määrin maanalaisiin säiliöihin ja voidaan hyödyntää kasteluvetenä tai kiinteistönhoidon tarpeisiin. Riittävän esikäsittelyn jälkeen kattovesiä on mahdollista hyödyntää mm. sammutusvesivarastona. Liikenne- ja pysäköintialueet kuivatetaan perinteisen hulevesiviemäröinnin keinoin, jotta alueet saadaan helppohoitoisiksi ja varmatoimisiksi. Noin 60 % tontin hulevesistä muodostuu näiltä kenttäalueilta, joten laatuhaittojen ehkäisemiseksi ne tulee käsitellä lisäksi hiekan- ja öljynerottimin. Tontille on esitetty varattavan myös erityinen alue lumen varastointiin, jonka hulevedet käsitellään myös erotinjärjestelmän avulla. Erotinjärjestelmistä hulevedet johdetaan tontin pohjoisreunan hulevesialtaaseen, jossa sen kasvillisuusvyöhykkeet käsittelevät osaltaan hulevesiä laadullisesti. Hulevesien viivytyksen mitoitukseksi suositellaan Tampereella yleisesti esitettyä kaavamääräystä hule-9, joka edellyttää kiinteistökohtaista hulevesien viivytystä (1 m 3 vettä / 100 m 2 läpäisemätöntä pintaa). Viivytystilavuuden tulee tyhjentyä 12 tunnin kuluessa täyttymisestään ja siinä tulee olla suunniteltu
FCG Finnish Consulting Group Oy Loppuraportti 24 (24) ylivuoto. Suunnittelualueen osalta kaavamääräyksen hule-9 mukainen viivytysvaatimus on noin 880 m³ ja se riittää viivyttämään suunnittelualueen hulevedet kerran kymmenessä vuodessa esiintyvillä rankkasadetilanteilla. Laajan puistoalueen ansiosta altaan sijoituspaikka mahdollistaa tätä suuremmankin hulevesien viivyttämisen turvallisesti ja ilman lisäkustannuksia. Tontin hulevedet saadaan viivytettyä näin ollen jopa kerran sadassa vuodessa esiintyvillä rankkasadetilanteilla. Tontin rakentamisen aikainen hulevesien hallinta tulee ottaa huomioon kohteen jatkosuunnittelussa. Rakentamisen aikaiset hulevedet ovat poikkeuksetta laadultaan huonoja, koska hulevesiin huuhtoutuu mm. häiriintyneistä maakerroksista runsaasti kiintoaineista. Rakennusvaiheen vesien käsittely kannattaa järjestää tilapäisillä ratkaisuilla erillään lopullisen tilanteen hulevesien hallintajärjestelmästä, koska hulevesijärjestelmää ei todennäköisesti voida rakentaa niin etupainotteisesti, että se olisi käyttökunnossa muun rakentamisen aikana. Tontin toteutussuunnittelun yhteydessä tulee laatia hulevesien hallintajärjestelmien toteutussuunnitelma, jossa tarkennetaan yksittäisten menetelmien sijaintia, mitoitusta ja yksityiskohtia. FCG Finnish Consulting Group Oy Hyväksynyt: Laatinut: Perttu Hyöty toimialajohtaja, dipl.ins. Hannes Björninen projektipäällikkö, dipl.ins. Eeva Eitsi projektipäällikkö, maisema-arkkitehti MARK