Vastaanottaja Forssan kaupunki Vesihuoltoliikelaitos Asiakirjatyyppi Selvitys Päivämäärä 11/2013 Projektinumero 1510006887 FORSSAN KAUPUNKI ENVITECH-ALUEEN HULE- VESIEN VIRTAAMAVAIKU- TUSSELVITYS
FORSSAN KAUPUNKI ENVITECH-ALUEEN HULEVESIEN VIRTAAMAVAIKUTUSSELVITYS Tarkastus 13.11.2013 Päivämäärä 14.11.2013 Laatija Harju, Inha, Kettunen, Paavilainen, Toikkanen Tarkastaja Hell Hyväksyjä Kettunen Kuvaus Envitech-alueen virtaamavaikutus - selvitys Viite 1510006887 Ramboll Pakkahuoneenaukio 2 PL 718 33101 TAMPERE P +358 20 755 6800 F +358 20 755 6801 www.ramboll.fi
ENVITECH-ALUEEN HULEVESIEN VIRTAAMAVAIKUTUSSELVITYS SISÄLTÖ 1. Johdanto 1 2. Suunnittelun lähtökohdat 1 2.1 Nykytila 1 2.1.1 Hydrologia ja veden laatu 1 2.1.2 Maaperä ja luontoarvot 2 2.2 Tuleva tilanne 2 3. Hulevesien virtaaman ja tulvariskien arviointi 3 3.1 Menetelmät 3 3.1.1 Valuma-aluerajaus 3 3.1.2 Virtausmallinnus 3 3.1.3 Vuositason valumat 3 3.1.4 Virtaamat luonnontilassa 4 3.1.5 Virtaamat tulevaisuudessa 4 3.2 Tulokset 5 3.2.1 Virtaamat luonnontilassa 5 3.2.2 Virtaamat tulevaisuudessa 6 3.2.3 Viivytystilavuudet 6 4. Viivytysratkaisut ja toimenpiteet vastaanottavissa ojissa 7 4.1 Menetelmät 7 4.2 Tulokset 8 4.3 Toimenpiteet vastaanottavissa ojissa 8 5. Haitta-aineiden leviäminen ja kuormitus 9 5.1 Vedenlaatu Envitech-alueen ojissa velvoitetarkkailun perusteella 9 5.1.1 Ojavesien fysikaalis-kemiallinen laatu velvoitetarkkailussa 10 5.2 Orgaaniset haitta-aineet ja metallit Envitech-alueen ojavesissä ja sedimenteissä 13 5.2.1 Näytteenotto Envitech-alueen ojista 14 5.2.2 Näytteiden analysointi 15 5.2.3 Orgaanisten haitta-aineiden ja metallien pitoisuus vesinäytteissä 15 5.2.4 Orgaanisten haitta-aineiden ja metallien kuormitus vesinäytepisteissä 17 5.2.5 Orgaanisesta aineesta, ravinteista ja kiintoaineesta aiheutuva kuormitus ojavesiin 18 5.2.6 Haitta-aineiden pitoisuudet sedimenttinäytteissä 20 6. Johtopäätökset ja toimenpidesuositukset 24 7. Lähteet 26 Valokuvat Eliisa Toikkanen, Päivi Paavilainen, Aura Salmela LIITTEET Liite 1 Piirustus 001 Envitech-alueen hulevesien virtaamavaikutus selvitys: Nykytila, valuma-alueet, Yleiskartta 1:10 000 Liite 2
ENVITECH-ALUEEN HULEVESIEN VIRTAAMAVAIKUTUSSELVITYS Piirustus 002 Envitech-alueen hulevesien virtaamavaikutus selvitys: Nykytila, valuma-alueet 1:3 000 Liite 3 Piirustus 003 Envitech-alueen hulevesien virtaamavaikutus selvitys: Maaperä 1:5 000 Liite 4 Piirustus 004 Envitech-alueen hulevesien virtaamavaikutus selvitys: Hulevesien hallinta-alueet 1:5 000 Liite 5 Piirustus 005 Envitech-alueen ojavesien kuormitus: Orgaaninen aine, kiintoaine ja ravinteet 1:8 500 Liite 6 Piirustus 006 Envitech-alueen sedimenttinäytteet: Metallit ja öljyjakeet >C10- C40 1:8 500 Liite 7 Pitoisuudet sekä kuormitus keskimääräisellä ja maksimivalumalla ojapisteisiin O1, O2, O4 ja O5 Liite 8 Näytteenotto-ohjelma liitteineen Liite 9 Näytteenottoraportti Liite 10 Vesinäytteiden Vesi 1 ja Vesi 2 vedenlaatu, pintavesien ympäristönlaatunormi ja hulevesien laatu tutkimuksissa Liite 11 Sedimenttinäytteiden laatu ja maaperän haitallisten aineiden pitoisuuksien kynnys- ja ohjearvot Liite 12 Analyysitulokset (vesi- ja sedimenttinäytteet) Liite 13 Piirustus 013 Uomien tyyppipoikkileikkaukset
1 1. JOHDANTO Forssan Envitech-alue sijaitsee Forssan kaupungin eteläpuolella noin 3 kilometrin etäisyydellä kaupungin keskustasta valtateiden 2 ja 10 läheisyydessä. Alueella toimii useita jätteiden käsittelyyn, kierrätykseen, uusiokäsittelyyn ja loppusijoittamiseen erikoistuneita yrityksiä, joista merkittävimmät ovat Loimi-Hämeen Jätehuolto Oy:n Kiimassuon jätekeskus, Envor Group Oyj, J. Syrjänen Oy, Vapo Oy:n Forssan voimalaitos, Ekoport Turku Oy ja Forssan Ympäristöurakointi Oy:n asfalttiasema. Hulevedellä tarkoitetaan rakennetuilta alueilta poisjohdettava sade- ja sulamisvettä. Useissa Envitech-alueelle myönnetyissä ympäristöluvissa määrätään, että alueen hulevedet tulee johtaa jätevesiviemäriin, koska alueella olevista toiminnoista syntyy merkittävästi epäpuhtauksia hulevesiin. Jätevedenpuhdistamolle ei kuitenkaan ole tarkoituksenmukaista johtaa puhtaita hulevesiä. Hulevesiä ollaankin tulevaisuudessa johtamassa mm. esikäsittelyn jälkeen suoraan maastoon. Tässä työssä arvioidaan hulevesien virtaamaa ja tulvariskiä nykyiseltä Envitech-alueelta Kuhalanojan, koillispuoleisen ojan, Sinipäänsuonojan ja luoteispuoleisen ojan suuntiin. Työssä mitoitetaan hulevesien viivytysratkaisut sekä esitetään toimenpiteet vastaanottavissa ojissa. Lisäksi työssä arvioidaan haitta-aineiden leviämistä ja kuormitusta nykytilanteessa. Nykyisen Envitechalueen lisäksi selvityksessä huomioidaan suunnitellulla Sinipäänsuon turvetuotantoalueella muodostuvat hule- ja kuivatusvedet. Työn tekemisestä ovat Rambollissa vastanneet DI Päivi Paavilainen, DI Laura Inha, DI Eliisa Toikkanen, yo Antti Harju sekä dosentti, TkT Riitta Kettunen. 2. SUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT 2.1 Nykytila 2.1.1 Hydrologia ja veden laatu Envitech-alue sijaitsee vedenjakaja-alueella, josta vesiä purkautuu kahteen suuntaan, pohjoisessa Kuhalanojaan vesistöalueelle 35.931 Pyhäjärven Kuivajärven valuma-alue sekä etelässä Haaranojaan Haapajokea pitkin vesistöalueelle 35.925 Haapajoen valuma-alue. Alueen jätevedet ja suurin osa alueen suoto- ja valumavesistä johdetaan nykyisellään Forssan jätevedenpuhdistamolle ja edelleen käsittelyn jälkeen Loimijokeen. (Liite 1) Envitech-alueen vesistökuormitusta on seurattu yhteistarkkailuna vuodesta 2012 alkaen, jossa ovat mukana kaikki alueen toimijat. Alueen yritysten kiinteistöitä purkautuvia hulevesiä seurataan 9 pisteestä: K3 Envor Recycling Oy hulevedet itäpuoleiseen ojaan Kuhalanojan suuntaan K4 Envor Biotech Oy salaojavedet itäpuoleiseen ojaan Kuhalanojan suuntaan K5 Envor Biotech kuormitus Kuhalanojan suuntaan K6 Loimi-Hämeen Jätehuolto Oy:n kuormitus Haaraojan suuntaan K7 Suomen Erityisjäte Oy kuormitus Kuhalanojan suuntaan K8 Syrjänen Oy huleveden purku 1 Kuhalanojan suuntaan K9 Syrjänen Oy huleveden purku 2 Kuhalanojan suuntaan K10 Kuormitus Vapo Oy Kuhalanojan suuntaan K11 Kuormitus Envor Biotech Oy:n varastoalueelta Kuhalanojan suuntaan Alueen hulevedet purkautuvat luonnonojiin neljää reittiä pitkin (liite 2): O1 Kiimassuolta lähtevä oja Kuhalanojan suuntaan (koilliseen) O2 Koillispuoleinen oja Kuhalanojan suuntaan O4 Sinipäänsuolta lähtevä oja Haaranojan suuntaan (lounaaseen) O5 Luoteispuolinen oja Haaranojan suuntaan
2 Vesinäytteitä otetaan 3 kertaa vuodessa ja niistä analysoidaan orgaaninen aines, ravinteet, suolat sekä osalla näytekerroista myös metallit sekä öljyt ja rasvat. Ojasedimenttien laatua ei ole tutkittu. Hule- ja ojavesien virtaamat on arvioitu näytteenoton yhteydessä, mutta niitä ei ole mitattu. Kunkin toimijan hulevesien aiheuttamaa näytteenottohetken vesistökuormitusta on arvioitu orgaanisen aineen, ravinteiden ja joiden metallien osalta em. tietojen pohjalta. (Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry. 2013a) 2.1.2 Maaperä ja luontoarvot Envitech-alue on rakennettu osittain suoalueelle ja osittain kivennäismaalle. Alueen sisään jäävä Kiimassuo on jo pääosin rakennettu. Nykyisellään aluetta ympäröivät pääosin turvemaat. (Liite 3). Envitech-alueen Sinipäänsuosta noin 1,5 km:n etäisyydellä sijaitsee Torronsuon Natura 2000 - alue (FI0344002, pinta-ala 3093 ha), joka on Rannikko-Suomen kermi-keidasvyöhykkeen luonnonsuojelullisesti arvokkain suokokonaisuus ja Etelä-Suomen suurin luonnontilainen suo (Sito 2010). Alueen läheisyyteen sijoittuu myös Jyrkänkallion luonnon-suojelualue, joka sijaitsee Envitech-alueen luoteispuolella noin 2,5 km:n etäisyydellä. Sinipäänsuosta noin 2,8 km:n etäisyydellä etelä-lounaispuolella sijaitsee Murronkulman pohjavesialue (luokka II). Alueen antoisuus on 700 m 3 /d. Alueen kokonaispinta-ala on 2,36 km 2 ja sen muodostumisalueen pinta-ala on 0,91 km 2. Suunnittelualueella sijaitsee yksi luontoarvoiltaan merkittävä alue, joka sijaitsee Envitech-alueen itäpuolella (Kuva 1). Alueessa on havaittavissa vanhan metsän tunnuspiirteitä ja siellä on myös tehty liito-oravan jätöshavainto. Kuva 1. Suunnittelualueella sijaitseva vanhan metsän piirteitä omaava merkittävä luontokohde (rajaus viitteellinen). 2.2 Tuleva tilanne Ojiin ja maastoon johdettavien hulevesien kokonaisvirtaama suunnittelualueelta tulee kasvamaan, koska alueen päällystetyn pinnan ala kasvaa ja hulevesien johtamista jätevesiviemäriin vähennetään. Hulevesien johtaminen maastoon on järkevää sekä jätevesiverkoston ja puhdistamon virtaaman hallitsemiseksi että ympäristön vesitasapainon parantamiseksi. Nykyisin hulevesien johtaminen jätevesiviemäriin pienentänee merkittävästi Envitech-alueelta lähtevien ojien latvaosien virtaamia. Hulevesien johtaminen ojiin ja maastoon voi aiheuttaa myös negatiivisia vaikutuksia. Jos hulevesien virtaamaa ei viivytetä, ylivirtaamat voivat kasvaa merkittävästi ojissa. Erityisesti loppuke-
3 sän rankkasateiden yhteydessä vastaanottavissa ojissa voi tapahtua tulvimista, ja suuremmilla alueilla tulviminen saattaa lisääntyä myös kevätsulannan aikaan. Lähtökohtana hulevesien virtaaman ja tulvariskien arvioinnille on alueen nykyinen maankäyttö sekä alueelle laaditut aiemmat hulevesien ja jätevesien johtamista ja käsittelyä koskevat suunnitelmat (Pöyry 2012). Alueella on voimassa osayleiskaava, jonka lisäksi Tammelan puolelle on valmistumassa osayleiskaava Sukula-Häiviän alueelle. 3. HULEVESIEN VIRTAAMAN JA TULVARISKIEN ARVIOINTI 3.1 Menetelmät 3.1.1 Valuma-aluerajaus Suunnittelualueelle laadittiin tarkennettu valuma-alueiden rajaus nykytilanteessa. Valumaalueiden rajaamisessa käytettiin hyväksi Maanmittauslaitoksen laserkeilausaineistoa, sekä saatavilla olevaa tietoa alueen hulevesiverkostosta ja rummuista. Näiden pohjalta luotiin maaston yksityiskohtainen korkeusmalli. 3.1.2 Virtausmallinnus Kullekin valuma-alueelle laadittiin pintavalunnan virtausmalli Mike Urban tietokoneohjelmistolla, jolla arvioitiin kultakin valuma-alueelta purkautuvaa virtaamahuippua kestoltaan ja toistuvuudeltaan erilaisissa sadetilanteissa. Virtaamatarkastelussa käytettiin seuraavia tilanteita: - rankkasateet kestoltaan 15 min, 30 min, 1, 3, 6 ja 12 h o toistuvuus kerran 2 ja 20 vuodessa o yhteensä siis 12 erilaista sadetapahtumaa - kevätsulanta kerran 2 ja kerran 20 vuodessa - vuositason valumat haitta-ainekuormituksen arvioimiseksi keskimäärin ja huippuvuosina Rankkasateiden intensiteetit arvioitiin RATU-hankkeen (Suomen ympäristö 31/2008) sekä Kuntaliiton hulevesioppaan (2012) arvojen perusteella. Kevätsulannan määrittämisessä hyödynnettiin Liikenneviraston kuivatuksen suunnitteluohjetta (2013) sekä SYKE:n rumpu- ja aukkolausuntoopasta (2010). Vuositason valumat arvioitiin Ilmatieteen laitokselta saatujen paikallisten, pitkän ajan (1956 2012) sadantatilastojen avulla. 3.1.3 Vuositason valumat Hulevesien orgaanisten haitta-aineiden ja metallien ojavesiin aiheuttaman kuormituksen (Luku 5.2.4) laskennassa vuositasolla käytettiin vesimääränä vuositason valumia. Vuositason valumat määritettiin hyödyntäen Ilmatieteenlaitokselta saatua sadantatietoa Jokioisten observatoriolta, joka sijaitsee noin 5 km päässä suunnittelualueelta. Määrityksessä käytettiin arvioituja valuntakertoimia, jotka on esitetty alla (Taulukko 1). Valuntakertoimet poikkeavat normaalista hulevesimitoituksesta merkittävästi, koska tarkasteluaikana on vuosi. Kertoimien määrityksessä hyödynnettiin Sovellettu hydrologia -opasta (1986). Taulukko 1. Valumakertoimet vuositason valumien määrittämiseen Maankäyttö Päällystetty Metsä Ojitetut alueet Valuntakerroin 0.80 0.45 0.55 Jokioisen observatoriolla mitattujen sadantatietojen antamat vuosisadannan keskimääräinen ja maksimiarvo on esitetty alla (Taulukko 2). Taulukko 2. Keskimääräinen ja maksimi vuosisadanta Jokioisten observatoriolla vuosina 1956-2012 Keskimääräinen vuosisadanta Maksimi vuosisadanta 627 mm 783 mm (2012)
4 Vuositason valuman laskentaan käytetty kaava on esitetty alla (Kaava 1). Kaava 1. Vuositason valuman laskenta jossa P = Vuosisadanta (mm) A = Osavaluma-alueen pinta-ala = Keskimääräinen valuntakerroin 3.1.4 Virtaamat luonnontilassa Hulevesien hallintatoimenpiteiden mitoittamiseksi selvitettiin suunnittelualueen luonnontilainen ylivirtaamatilanne, jonka kuvaamiseksi määritettiin lumen sulamisen aiheuttama kevätylivirtaama osavaluma-alueiden pinta-alaa ja metsäojituskerrointa hyödyntäen. Pinta-alan perusteella arvioitiin valunnan määrä Liikenneviraston kuivatuksen suunnitteluohjetta käyttäen. Määritettyjä kevätylivirtaamia käytettiin sallittuina purkuvirtaamina viivytysjärjestelmien mitoituksessa. Eri osavaluma-alueiden numerointi ja pinta-alat on esitetty alla (Kuva 2)(Taulukko 3). Kuva 2. Osavaluma-alueet ja niiden numerointi Taulukko 3. Osavaluma-alueiden pinta-alat L1 L2 L3 L4 I1 I2 I3 I4 I5 Ratasmäki Pinta-ala (ha) 16.4 13 23 25.6 15.5 12 13.4 57 12 74.5 3.1.5 Virtaamat tulevaisuudessa Tulevat maankäytön muutokset suunnittelualueella kasvattavat alueella syntyviä hulevesivirtaamia. Jotta hulevesien purkureittien virtaamat eivät lisääntyisi merkittävästi, määritettiin purkureittien varrelle viivyttäviä rakenteita (liite 4). Viivytystilavuuksien määrittämiseksi arvioitiin tulevaisuudessa syntyviä virtaamia mallintamalla. Virtaamat määritettiin pintavaluntamallin avulla, jossa eri osavaluma-alueille laskettiin valuntakerroin läpäisemättömän pinta-alan ja osavalumaalueen pinta-alan suhteessa. Määrityksessä käytetyt valuntakertoimet eri alueille ja maankäyttömuodoille on esitetty alla (Taulukko 4).
5 Taulukko 4. Valuntakertoimet eri maankäyttömuodoilla Maankäyttö Envitech alue Ratasmäki Pelto Metsä Valuntakerroin 0.80 0.70 0.10 0.05 Maankäyttömuotojen ja niiden valuntakertoimien perusteella saatiin osavaluma-alueille keskimääräiset valuntakertoimet, jotka on esitetty alla (Taulukko 5). Taulukko 5. Osavaluma-alueiden valumakertoimet L1 L2 L3 L4 I1 I2 I3 I4 I5 Ratasmäki Valuntakerroin 0.75 0.67 0.28 0.24 0.23 0.35 0.69 0.24 0.10 0.59 Viivytysrakenteiden tilavuus määritettiin sen mitoitussateen keston mukaan, mikä tuotti sateen keston aikana arvioiduilla tulevaisuuden valumakertoimilla suurimman vesikertymän, kun siitä vähennettiin luonnontilaa vastaavan purkuvirtaaman aiheuttama kertymä. Käytettyjen mitoitussateiden toistuvuudet, kestot ja intensiteetit (Taulukko 6) sekä tilavuustarpeen laskenta (Kaava 2) on esitetty alla. Taulukko 6. Tulevaisuuden virtaamien määrittämisessä käytetyt sateen intensiteetit eri sateen kestoilla kerran kahdessa vuodessa ja kerran 20 vuodessa Sateen intensiteetti sateen kestolla 15 min 30 min 1 h 3 h 6 h 12 h Toistumisaika kerran 2 vuodessa 100 61 42 21 13 8.3 l/s/ha Toistumisaika kerran 20 vuodessa 210 134 86 42 26 16 l/s/ha Kaava 2. Viivytystilavuuden laskenta jossa Qin = Virtaama tulevaisuudessa (l/s) Qout = Virtaama nykytilanteessa (l/s) t = mitoitussateen kesto (min) Hulevesien viivytysrakenteet on esitetty liitteessä 4. Viivytysrakenteiden sijainti ja muoto ovat viitteellisiä. Rakenteet on kuitenkin pyritty sijoittamaan mahdollisuuksien mukaan luonnollisiin painanteisiin ja rakentamisen kannalta mahdollisimman suotuisalle maaperälle niin, että hulevedet saadaan johtumaan painovoimaisesti. Tärkein viivytysrakenteiden mitoittamista määräävä tekijä on niille esitetyt tilavuudet. 3.2 Tulokset 3.2.1 Virtaamat luonnontilassa Alla on esitetty eri osavaluma-alueiden purkupisteisiin kohdistuvat kevätylivirtaamat ja niiden määrityksessä käytetyt arvot luonnontilassa (Taulukko 7). Taulukko 7. Osavaluma-alueiden purkupisteisiin kohdistuvat ylivirtaamat luonnontilassa. L1 L2 L3 L4 I1 I2 I3 I4 I5 Ratasmäki Pinta-ala (km2) 0.164 0.130 0.230 0.256 0.155 0.120 0.134 0.570 0.120 0.745 Kevään keskiylivaluma MHq (l/s/km2) 230 230 220 220 230 230 230 200 230 195 Metsäojituskerroin 1 1 1.05 1 1 1 1.05 1.15 1.05 1.05 MHq (kerroin huomioitu) (l/s/km2) 230 230 231 220 230 230 242 230 241.5 204.75 Kevätylivaluma Hq1/20 (l/s/km2) 420 430 405 405 420 430 425 370 430 360 Hq1/20 (kerroin huomioitu) (l/s/km2) 420 430 425.25 405 420 430 446 426 451.5 378 Purkuvirtaama MHQ (l/s) 38 30 53 56 36 28 32 131 29 153 Purkuvirtaama HQ1/20 (l/s) 69 56 98 104 65 52 60 243 54 282
6 3.2.2 Virtaamat tulevaisuudessa Viivytystilavuuslaskennassa hyödynnettiin virtausmallin antamia virtaamia, jotka vaihtelivat ajan suhteen. Koska vedellä kesti valuma-alueen koosta riippuen 20 80 minuuttia virrata kauimmaisesta pisteestä purkupisteeseen, vaihteli virtaama suuresti. Mallin laskemat huippuvirtaamat eri osavaluma-alueilla kerran 2 ja 20 vuodessa toistuvalla sateella on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 8). Kerran 2 vuodessa toistuva virtaama vastaa likimäärin keskiylivirtaamaa MHQ. Taulukossa esitettyjen kerran 20 vuodessa toistuvien virtaamien perusteella suoritettiin viivytysrakenteiden mitoitus. Mitoitukseen valittiin suurin laskennassa saatu tilavuus. Taulukko 8. Arvioidut keskimääräiset ja huippuvirtaamat (l/s) kerran 20 vuodessa toistuvalla sateella. L1 L2 L3** L4 I1 I2 I3 I4 I5 Ratasmäki Ylivirtaama HQ1/2* 122 138 157 146 86 101 227 320 57 700 Ylivirtaama HQ1/20 196 225 274 255 150 176 370 560 100 1130 * Ylivirtaama HQ1/2 vastaa noin keskiylivirtaamaa MHQ ** Osavaluma-alueen virtaamat määritettiin taulukkolaskennalla, koska niitä ei saatu määritettyä mallinnusohjelman avulla. Luonnontilaisia ja tulevia virtaamia on vertailtu alla (Taulukko 9). Taulukko 9. Luonnontilaisten virtaamien kasvu prosentuaalisesti L1 L2 L3 L4 I1 I2 I3 I4 I5 Ratasmäki HQ 1/2 221% 360% 196% 160% 139% 260% 609% 144% 97% 357% HQ 1/20 184% 302% 180% 145% 131% 238% 517% 130% 85% 301% Suunnittelualueelta syntyvät virtaamat ovat laskennallisesti noin 2-4 kertaiset luonnontilaan verrattuna osavaluma-alueesta riippuen. 3.2.3 Viivytystilavuudet Viivytystilavuudet laskettiin erikseen jokaiselle osavaluma-alueelle, joissa maankäyttöön on tehty tai suunniteltu muutoksia luonnontilaan verrattuna (Taulukko 10). Viivytys mitoitettiin käyttäen purkuvirtaamana luonnontilassa kerran 20 vuodessa toistuvaa kevätylivirtaamaa. Tällöin tulevaisuudessa sallitaan nykyisiin ojiin kohdistuvat luonnontilassa syntyvät kerran 20 vuodessa toistuvat kevätylivirtaamat, joiden johtamiseen vastaanottavat uomat riittävät. Taulukko 10. Tarvittava viivytystilavuus osavaluma-alueittain L1 L2 L3* L4 I1 I2 I3 I4 I5 Ratasmäki Mitoitussateen kesto 12 h 6 h 3 h 3 h 3 h 3 h 6 h 3 h 1 h 6 h Tarvittava viivytystilavuus (m3) 5400 3500 1900 1500 850 1300 6500 3800 130 17200 Viivytysrakenteen tarkoitus on tasata virtaamahuippuja. Rakenteen toimintaa on kuvattu alla olevassa kuvassa (Kuva 3).
7 Kuva 3. Viivytysrakenteen toiminta. Vihreä viiva kuvaa purkupisteessä havaittua virtaamaa ilman viivytystä ja punainen viiva purkuvirtaamaa viivytysrakenteesta. Esimerkkinä osavaluma-alue I1, kerran 20 vuodessa toistuvalla kolmen tunnin sateella. Liitteessä 4 on esitetty viivytysrakenteiden alustava sijainti ja niiden koot. Määräävä mitoitustekijä on viivytyksen vaatima tilavuus. Rakenteet on sijoitettu maastoon sellaisiin kohtiin, joissa ne on järkevintä toteuttaa maaston muodot, maaperä ja pohjavedenkorkeus huomioon ottaen. Tästä syystä osavaluma-alueittain laskettuja viivytystilavuuksia on osin yhdistetty. Yhdistämistä on tehty vain saman purku-uoman varrella olevien osavaluma-alueiden osalta. Lopullinen viivytysratkaisu ja sen sijainti riippuu alueen muusta rakentamisesta ja maanomistuksesta. 4. VIIVYTYSRATKAISUT JA TOIMENPITEET VASTAANOT- TAVISSA OJISSA 4.1 Menetelmät Hulevesien viivytysratkaisuja tarvitaan mahdolliseen käsittelyyn johdettavan ja ojiin laskettavan hulevesivirtaaman huippujen tasoittamiseksi. Ilman viivytysratkaisuja käsittelyratkaisujen mitoitus tulisi kohtuuttoman suureksi tai käsittelystä tapahtuisi liian usein ylivuotoja. Vastaanottavissa uomissa tulviminen ja eroosion haitat saattaisivat lisääntyä merkittävästi. Viivytysratkaisujen suunnittelussa lähtökohtana ovat arvioidut valuma-alueilta lähtevät maksimivirtaamat sekä kapasiteetiltaan kriittiset kohdat vastaanottavilla reiteillä. Vastaanottavia ojia voi olla tarpeen perata riittävän vesipoikkileikkauksen takaamiseksi. Perkauksien lisäksi tulee huolehtia ojien riittävästä eroosiosuojauksesta, jotta vältytään ojaluiskien syöpymiseltä ja sortumilta sekä ojauoman liettymiseltä suvantopaikoissa. Viivytys mitoitettiin siten, että toistuvuudella kerran 20 vuodessa virtaama hulevesien käsittelyyn tai vastaanottavaan ojaan ei ylitä reitin tai käsittelyn kestokykyä. Viivytyksen toimivuus tarkistettiin taulukkolaskelmin. Toimivuus tarkasteltiin luvun 3.1.2 mukaisissa tilanteissa, koska tyypillisesti viivytystä mitoittavat sateet ovat kestoltaan pitkiä huolimatta siitä, että suurimmat virtaamat esiintyvät lyhyehköillä sateilla. Tämä johtuu siitä, että pitkillä sateilla virtaamat ovat hieman pienempiä mutta kertymät ovat merkittävästi suurempia kuin lyhyillä sadekuuroilla. Ojien perkaustarpeen arvioimista varten laadittiin arvio riittävästä uomapoikkileikkauksesta, kun ojien kaltevuus ja virtaaman viivytysratkaisut huomioidaan. Yksityiskohtaista kartoitusta ojista ei tehty, vaan perkauksen myöhempää suunnittelua varten laadittiin kartta, jossa esitetään kullekin ojalle riittävä poikkileikkaus ojan eri osilla.
8 Ojien eroosion kestoa arvioitiin GTK:n maaperäkartan 1:20 000 (liite 3) ja edellä arvioitujen virtaamien ja virtausnopeuksien perusteella, minkä pohjalta esitettiin ja kohdennettiin ojien perkauksen ja eroosiosuojausten tarve. 4.2 Tulokset Viivytysratkaisuiksi esitettään painanteita, jotka sijoitetaan nykyisen uoman yhteyteen maastonmuodoiltaan ja maaperältään paikkaan, jossa painanteiden rakentaminen on maaperän puolesta mahdollista ja maastonmuodoiltaan hyödynnettävää niin, että rakentamisen tarve voidaan minimoida. Viivytystilavuuden tilantarvetta tarkasteltiin kokonaistilavuutena purkusuunnittain (Kuva 4). Koillispuolen ojien yhteenlaskettu viivytystilavuuden tarve on tulevaisuudessa vajaa 13000 m 3 ja lounaspuolen ojan vajaa 11000 m 3. Viivytysrakenteiden alustava sijainti on esitetty liitteessä 4. Viivytysrakenteiden sijainti ja muoto ovat viitteellisiä, oleellista on, että kuhunkin virtaussuuntaan saadaan riittävä määrä viivytystilavuutta. Viivytysrakenteiden sijoittamisessa on huomioitava pohjaveden korkeus. Viivytysrakenteen pohjan pitää olla pohjaveden pinnan yläpuolella. Alueella olevan muutaman pohjavesiputken perustella pohjavesi on etenkin alueen itälaidalla lähellä maanpintaa, jolloin viivytysrakenteista tulee matalia ja pinta-alaltaan suuria. Pohjavedenpinnan korkeus alueella tulee selvittää tarkemmin mahdollisen jatkosuunnittelun yhteydessä. Kuva 4. Envitech-alueen hulevesien viivytystarpeen suuruus eri purkureittien osalta, kun hulevesimäärät kasvavat tulevaisuudessa alueen laajentuessa ja vettä huonosti läpäisevien pintojen lisääntyessä. Lopullinen viivytysratkaisu ja sen sijainti riippuu alueen muusta rakentamisesta ja maanomistuksesta. 4.3 Toimenpiteet vastaanottavissa ojissa Tulevien virtaamahuippujen kasvun johdosta nykyisiä hulevesien purkureittejä saatetaan joutua suurentamaan tai kunnostamaan kapasiteetin riittävyyden varmistamiseksi. Liitteessä 13 on esitetty suositeltuja uomapoikkileikkauksia, joiden sijainnit on osoitettu samassa liitteessä olevalla kartalla. Poikkileikkauksissa on esitetty vedenpinta sillä tasolla, jolla sen arvioidaan olevan mitoit-
9 tavalla virtaamalla. Esitetty vesisyvyys on samalla uoman minimisyvyys, jolla se pystyy johtamaan mitoitusvirtaaman. Mitoitusvirtaama määritettiin sen mukaan, mikä on poikkileikkausta edeltävä tilanne, esimerkiksi purku verkostosta tai purku viivytysrakenteesta. Alla olevassa taulukossa (Taulukko 11) on esitetty eri poikkileikkauksien mitoituksessa käytetyt virtaamat. Viivyttävien uomien poikkileikkaukset LV ja IV on mitoitettu siten, että ne kykenevät johtamaan luonnontilaisen kerran 20 vuodessa toistuvan kevätylivirtaaman uomassa. Ylittävä osa virtaamasta leviää ympäröivälle tulvatasanteelle. Taulukko 11. Uomatyyppileikkausten mitoitusvirtaamat (l/s). L1 L2 L3 L4 LV I1 I2 I3 IV Mitoitusvirtaama (l/s) 196 274 223 104 125 150 154 473 302 Uomien mitoituksessa on hyödynnetty RIL 187-1990 Sovellettu hydromekaniikka ohjetta. Mitoituksessa on otettu huomioon tulevien virtaamien lisäksi uoman pituuskaltevuus ja pohjaveden pinnantaso sekä maaperän laatu ja virtausnopeus. Eroosioriski pyrittiin minimoimaan tarkastelemalla maaperän laatua ja syntyvää laskennallista virtausnopeutta uomassa. Moreeni ja turvemailla voidaan käyttää 1:1 luiskia maksimissaan yhden metrin syvyisessä uomassa. Nykyisten purkureittien kunto ja pohjaveden korkeus tulee tarkastaa mahdollisen jatkosuunnittelun yhteydessä. Uomat tulisi kunnostaa, mikäli ne ovat nykyisellään suositeltuja pienempiä, tai ne ovat esimerkiksi kasvillisuuden valtaamia. 5. HAITTA-AINEIDEN LEVIÄMINEN JA KUORMITUS 5.1 Vedenlaatu Envitech-alueen ojissa velvoitetarkkailun perusteella Forssan Envitech-alueen vaikutuksia ympäristön pintavesien laatuun tarkkaillaan Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry:n (KVVY) toimesta viideltä ojahavaintopaikalta kolmesti vuodessa keväällä, kesällä ja syksyllä (Kuva 5). Pintavesien tarkkailu kuuluu Envitech-alueen yhteistarkkailuun. Yhteistarkkailun tarkkailuohjelma sai viranomaisen hyväksynnän 23.1.2012 ja uuden ohjelman mukainen tarkkailu on aloitettu vuoden 2012 alusta. KVVY:n suorittaman velvoitetarkkailun näytteenottopisteet O1, O2, O4 ja O5 sijaitsevat Envitechalueen purkuojissa lähellä Envitech-aluetta. Ojapiste O3 sijaitsee kauempana (2,5 kilometrin etäisyydellä Envitech-alueelta Kuhalanojassa) ja sen kautta purkautuvat näytepisteiden O1 ja O2 vedet. Näin ollen ojapisteen O3 tuloksia ei ole tässä raportissa otettu mukaan Envitech-alueen kuormituksen tarkasteluun. Ojapisteet O1 ja O2 sijaitsevat Envitech-alueen koillispuolella, O4 lounaispuolella ja O5 länsipuolella aluetta. Tämän raportin tekohetkeen mennessä näytteenottopisteistä O1, O2 ja O4 on otettu yhteensä 5 näytettä ja ojapisteestä O5 4 näytettä vuosien 2012 ja 2013 aikana (Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry. 2013a). Envitech-alueen ojat on yleislaatuluokiltaan vuonna 2012 luokiteltu seuraavasti: ojapiste O1 oja luokkaan huono, ojapisteet O2 ja O4 ojat luokkaan välttävä ja ojapisteen O5 oja luokkaan tyydyttävä. (Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry. 2013a.)
10 Kuva 5. Forssan Envitech-alueen ympäristön pintavesien havaintopaikat. Pohjakartta Maanmittaus, lupa nro 65/MML/12.Vesistöaluerajat (punainen viiva) Suomen Ympäristökeskus. (Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry:n julkaisussa 2013a) 5.1.1 Ojavesien fysikaalis-kemiallinen laatu velvoitetarkkailussa Envitech-alueen velvoitetarkkailussa ojapisteistä vuosina 2012 2013 mitattujen ph-arvojen, happi- ja kiintoainepitoisuuksien mini-, mediaani, keskiarvo- ja maksimipitoisuudet sekä huleveden tyypilliset arvot on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 12). Taulukko 12. Envitech-alueen ojapisteiden O1, O2, O4 ja O5 (ks. Kuva 5) ph:n, happi- ja kiintoainepitoisuuksien (mg/l) minimi-, mediaani-, keskiarvo- ja maksimiarvot vuoden 2012 sekä vuoden 2013 kevään ja kesän näytteenottokerroilla. Vertailuna huleveden tyypilliset arvot 1). ph Happi, mg/l Kiintoaine, mg/l Koillinen Lounas Länsi O1 O2 O4 O5 Huleveden tyypillinen arvo 1) Min 6,3 6,7 6,6 4,4 Med 7,3 7,2 7,2 4,7 Ka 7,1 7,2 7,2 4,7 7,0 7,8 Maks 7,7 7,6 7,7 4,9 Min 1,0 4,1 2,7 1,9 Med 1,7 6,3 5,4 4,9 Ka 3,2 6,7 5,2 4,5 - Maks 6,3 9,8 7,2 6,4 Min 2,4 1,2 1,9 <1,0 Med 4,3 1,5 6,6 <1,3 Ka 6,7 2,0 6,2 <6,1 30 210 Maks 13 4 12 21 1) Keskiarvojen vaihteluväli seuraavissa tutkimuksissa: Nurmi 2001: Sadevesiviemäreiden vedenlaatu. Helsingin kaupungin ympäristökeskus. Kannala 2001: Vaasan kaupungin hulevesikuormituksen vähentäminen.
11 Kivikangas 2002: Järvenpäästä Tuusulanjärveen laskevien hulevesien ja muiden valumavesien ominaisuuksia. (Teoksessa Kotola ja Nurminen 2003: Kaupunkialueiden hydrologia ) Ojissa ph-arvot ovat ojapistettä O5 (länteen) lukuun ottamatta olleet hulevedelle tyypillisiä. Ojapisteen O5 ph-arvot ovat olleet matalia, mikä todennäköisesti johtuu ojaan valuvista happamista suovesistä. Veden happipitoisuus on ollut huomattavan matala etenkin kesäaikaan ojapisteessä O1. Muissakin pisteissä happipitoisuus on ollut ajoittain matala. Ojavesien kiintoainepitoisuudet ovat olleet luonnonvesien tasolla. Ojapisteistä vuosina 2012-2013 mitattujen orgaanisen aineen (COD Mn ja BOD 7 ) pitoisuuksien mini-, mediaani, keskiarvo- ja maksimipitoisuudet sekä huleveden tyypilliset arvot on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 13). Joillakin näytteenottokerroilla BOD 7 -pitoisuus on ollut alle määritysrajan (alle 1,5 mg/l), jolloin mediaani- ja keskiarvopitoisuuksien laskennassa on arvona käytetty määritysrajaa (1,5 mg/l). Tuloksia ilmoitettaessa tämä laskennassa tehty pyöristys on esitetty <-merkin avulla (sama koskee myös muita jäljempänä esitettyjä tuloksia). COD Mn -pitoisuudet ovat olleet suurimpia ojapisteissä O4 (lounaaseen) ja O5 (länteen), jopa 130 mg/l. Ojapisteistä O1, O4 ja O5 mitatut COD Mn -pitoisuudet ovat ylittäneet reilusti huleveden tyypillisen pitoisuuden. Sen sijaan BOD 7 -pitoisuudet ovat olleet tyypillisen huleveden luokkaa. Vain ojapisteen O1 (koilliseen) maksimi BOD 7 -pitoisuus ylittää tyypillisen huleveden pitoisuuden. Ojapisteistä vuosina 2012-2013 mitattujen ravinnepitoisuuksien mini-, mediaani, keskiarvo- ja maksimipitoisuudet sekä huleveden tyypilliset arvot on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 14). Taulukko 13. Envitech-alueen ojapisteiden O1, O2, O4 ja O5 COD Mn- ja BOD 7-pitoisuuksien minimi-, mediaani-, keskiarvo- ja maksimipitoisuudet (mg/l) vuoden 2012 sekä vuoden 2013 kevään ja kesän näytteenottokerroilla. Vertailuna huleveden tyypilliset arvot 1). Koillinen Lounas Länsi mg/l O1 O2 O4 O5 Huleveden tyypillinen arvo 1) Min 10 11 10 39 Med 46 18 56 76 Ka 41 20 60 78 22,7 Maks 56 27 130 120 Min <1,5 <1,5 2,6 <1,5 Med <9,5 <1,5 3,5 <1,9 Ka <13,4 <1,6 6,7 <1,9 20,6 Maks 29 2,0 17 2,5 1) Keskiarvojen vaihteluväli seuraavissa tutkimuksissa: Nurmi 2001: Sadevesiviemäreiden vedenlaatu. Helsingin kaupungin ympäristökeskus. Kannala 2001: Vaasan kaupungin hulevesikuormituksen vähentäminen. Kivikangas 2002: Järvenpäästä Tuusulanjärveen laskevien hulevesien ja muiden valumavesien ominaisuuksia. (Teoksessa Kotola ja Nurminen 2003: Kaupunkialueiden hydrologia ) Kokonaistypen pitoisuudet ovat olleet huomattavan korkeita ojapisteessä O1 (koilliseen), ja sen maksimipitoisuus on puhdistamattomien yhdyskuntajätevesien luokkaa. Myös ojapisteen O4 (lounaaseen) pitoisuudet ylittävät huleveden tyypillisen kokonaistyppipitoisuudet. Typpi oli ojapisteissä O1 ja O4 pääosin ammoniumtypen muodossa, mikä on tyypillistä biojätteiden käsittelystä ja kaatopaikoilta tuleville vesille. Kokonaisfosforipitoisuudet ojapisteen O1 näytteissä ylittivät minimi-pitoisuutta lukuun ottamatta huleveden tyypilliset pitoisuudet. Kaiken kaikkiaan ojavesipisteessä O1 (koilliseen) ravinnepitoisuudet ovat olleet korkeita, mikä viittaa siihen, että kompostikentiltä kulkeutuu ojaan ravinteita.
12 Taulukko 14. Envitech-alueen ojapisteiden O1, O2, O4 ja O5 ravinnepitoisuuksien minimi-, mediaani-, keskiarvo- ja maksimipitoisuudet (mg/l) vuoden 2012 sekä vuoden 2013 kevään ja kesän näytteenottokerroilla. Vertailuna huleveden tyypilliset arvot 1). Koillinen Lounas Länsi Huleveden mg/l O1 O2 O4 O5 tyypillinen arvo 1) Kokonaistyppi Min 2,9 0,7 2,9 0,7 Med 6,5 0,9 3,9 1,2 Ka 13 0,9 5,9 1,3 1,88 2,35 Maks 43 1,2 13 2,2 Ammoniumtyppi (NH 4 -N) Kokonaisfosfori Min 0,9 0,02 0,04 0,01 Med 4,8 0,03 1,3 0,02 Ka 10,9 0,05 3,0 0,04 - Maks 42 0,12 11 0,11 Min 0,1 0,02 0,06 0,01 Med 0,3 0,02 0,10 0,02 Ka 0,3 0,03 0,10 0,03 <0,1 0,19 Maks 0,7 0,06 0,13 0,07 1) Keskiarvojen vaihteluväli seuraavissa tutkimuksissa: Nurmi 2001: Sadevesiviemäreiden vedenlaatu. Helsingin kaupungin ympäristökeskus. Kannala 2001: Vaasan kaupungin hulevesikuormituksen vähentäminen. Kivikangas 2002: Järvenpäästä Tuusulanjärveen laskevien hulevesien ja muiden valumavesien ominaisuuksia. (Teoksessa Kotola ja Nurminen 2003: Kaupunkialueiden hydrologia ) Ojapisteistä vuosina 2012 2013 mitattujen sähkönjohtavuusarvojen ja kloridi-pitoisuuksien minimi, mediaani, keskiarvo- ja maksimiarvot ja pitoisuudet sekä huleveden tyypilliset arvot on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 15). Sähkönjohtavuuden arvot ovat yleisesti olleet ojapisteiden näytteissä hulevedelle tyypillisiä. Ojapisteen O1 (koilliseen) sähkönjohtavuuden maksimiarvo on kuitenkin ollut korkea, mikä johtui ainakin osittain korkeasta kloridi-pitoisuudesta. Klorideja ei ole juurikaan sadevedessä ja järvivesissä niiden pitoisuus on alle 10 mg/l. Ojapisteistä O1, O2 ja O4 kloridipitoisuudet ovat siten selvästi koholla. Taulukko 15. Envitech-alueen ojapisteiden O1, O2, O4 ja O5 sähkönjohtavuuden (ms/m) ja kloridipitoisuuksien (mg/l) minimi-, mediaani-, keskiarvo- ja maksimipitoisuudet (mg/l) vuoden 2012 sekä vuoden 2013 kevään ja kesän näytteenottokerroilla. Vertailuna huleveden tyypilliset arvot 1). Koillinen Lounas Länsi Huleveden O1 O2 O4 O5 tyypillinen arvo 1) Sähkönjohtavuus, ms/m Min 12,3 16,5 7,8 4,0 Med 23,7 30,1 39,3 5,1 Ka 43,1 26,7 37,7 5,5 13,6 66 Maks 125 34,1 77,1 7,7 Kloridi (Cl), mg/l Min 8,9 18,0 4,6 3,4 Med 18,0 31,0 24,0 4,6 Ka 34,5 30,4 30,7 4,8 - Maks 100 42,0 79,0 6,5 1) Keskiarvojen vaihteluväli seuraavissa tutkimuksissa: Nurmi 2001: Sadevesiviemäreiden vedenlaatu. Helsingin kaupungin ympäristökeskus. Kannala 2001: Vaasan kaupungin hulevesikuormituksen vähentäminen. Kivikangas 2002: Järvenpäästä Tuusulanjärveen laskevien hulevesien ja muiden valumavesien ominaisuuksia. (Teoksessa Kotola ja Nurminen 2003: Kaupunkialueiden hydrologia ) Ojapisteistä vuosina 2012-2013 mitattujen fekaalisten streptokokkien ja lämpökestoisten koliformien pitoisuudet on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 16). Vertailun vuoksi taulukossa on myös STM:n asetuksen 2008/177 yleisten uimarantojen sisämaan uimaveden mikrobipitoi-
13 suuksien raja-arvot laadultaan hyvälle uimavedelle (Taulukko 16). Joillakin näytteenottokerroilla fekaalisia streptokokkeja on vesinäytteestä löytynyt määritysrajaa suurempi määrä (yli 200 tai yli 1000 pmy/100 ml), mikä on otettu huomioon mediaani- ja keskiarvo- ja maksimipitoisuuksien laskennassa ja osoitettu taulukossa >-merkillä. Taulukko 16. Envitech-alueen ojapisteiden O1, O2, O4 ja O5 mikrobipitoisuuksien (pmy/100 ml) minimi-, mediaani-, keskiarvo- ja maksimiarvot vuoden 2012 sekä vuoden 2013 kevään ja kesän näytteenottokerroilla. Vertailuna STM.n asetuksen 2008/177 yleisten uimarantojen sisämaan uimaveden mikrobipitoisuuksien raja-arvot laadultaan hyvälle uimavedelle. Koillinen Lounas Länsi STM asetus yleisten uimarantojen pmy/100 ml O1 O2 O4 O5 uimaveden laatuvaatimuksista ja valvonnasta 2008/177 Fekaaliset streptokokit Min 15 5 21 0,0 Med >120 270 >42 2,5 Ka >279 415 >80 8,8 <400* Maks >1000 1100 >200 30,0 Lämpökestoiset koliformit E. coli Min 4 0 1 0,0 Med 12 14 42 0,5 Ka 969 37 121 5,3 <1000* Maks 4700 150 510 20 *Perustuu 95. prosenttipisteeseen 1) Keskiarvojen vaihteluväli seuraavissa tutkimuksissa: Nurmi 2001: Sadevesiviemäreiden vedenlaatu. Helsingin kaupungin ympäristökeskus. Kannala 2001: Vaasan kaupungin hulevesikuormituksen vähentäminen. Kivikangas 2002: Järvenpäästä Tuusulanjärveen laskevien hulevesien ja muiden valumavesien ominaisuuksia. (Teoksessa Kotola ja Nurminen 2003: Kaupunkialueiden hydrologia ) Ojapisteiden O1 ja O2 (koilliseen) vedessä on havaittu ainakin kerran vuosien 2012 ja 2013 näytteenottokerroista uimarantojen mikrobipitoisuuksien laadultaan hyvän uimaveden raja-arvot (STM:n asetus 2008/177) ylittäviä määriä fekaalisia streptokokkeja, mikä viittaa ulosteperäiseen saastutukseen. Samoin ojapisteestä O1 havaittiin lämpökestoisia koliformeja STM:n asetuksen (2008/177) laadultaan hyvän uimaveden raja-arvon ylittävä määrä kerran havaintoajanjaksolla. Lounais- ja länsipuolen ojavesien mikrobiologinen laatu (O4, O5) on koillispuolen ojia parempi. 5.2 Orgaaniset haitta-aineet ja metallit Envitech-alueen ojavesissä ja sedimenteissä Tämän selvityksen yhteydessä otettiin kaksi vesinäytettä Envitech-alueen koillis- ja lounaispuolen ojista sekä useita näytteitä ojien pohjasedimenteistä. Näytteistä analysoitiin useita haitallisia orgaanisia yhdisteitä ja metalleja, joita ei seurata velvoitetarkkailun yhteydessä. Tarkoituksena oli selvittää jäljempänä kuvattujen haitta-aineiden esiintymistä hulevesissä sekä arvioida niiden leviämistä Envitech-alueen ympäristössä. Ympäristöön johdettavien hulevesien laadulle ei Suomessa ole olemassa ohjearvoja. Vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista on kuitenkin annettu asetus (VNa 1022/2006, VNa 868/2010), jolla EU:n vesipuitedirektiivi on pantu täytäntöön. Asetuksessa on muun muassa määritelty pintavesien ympäristönlaatunormit. Ympäristönlaatunormi (Environmental Quality Standard = EQS) tarkoittaa tietyn aineen pitoisuutta pintavedessä, sedimentissä tai eliöstössä, jota ei saa ihmisen terveyden tai pintaveden suojelemiseksi ylittää. Asetuksen vaarallisten ja haitallisten aineiden lista pitää sisällään muun muassa teollisuuskemikaaleja, kasvinsuojeluaineita ja metalleja. Vaikka hulevesien laatua ei suoraan voi verrata pintavesien laatua koskeviin normeihin, ovat ne kuitenkin toistaiseksi ainoa yksiselitteinen vertailukohta. Vedenlaadun seuraamisen lisäksi haitta-aineiden leviämistä voidaan arvioida purkuojien pohjasedimenttiin kertyneiden aineiden pohjalta. Pohjasedimenttinäytteet otettiin työn yhteydessä neljästä purkuojasta, joiden vedenlaatua seurataan yhteistarkkailussa. Koska tyypillisesti suuri osa haitta-aineista kerrostuu lähelle syntypistettä, analysoitiin sedimentin haitta-aineet ensisijaisesti vain läheltä Envitech-alueen rajaa otetuista näytteistä. Sedimenttinäytteistä analysoituja pitoisuuksia verrattiin maaperän haitallisten aineiden pitoisuuksien kynnys- ja ohjearvoihin (Vna 214/2007).
14 5.2.1 Näytteenotto Envitech-alueen ojista Vesi- ja sedimenttinäytteiden ottokohdat merkittiin puukepein maastoon Envitech-alueella 27.6.2013 suoritetun maastokäynnin yhteydessä. Alueella otettiin 9.8.2013 kaksi vesinäytettä ja 8 sedimenttinäytettä. Vesinäytteistä toinen otettiin Kuhalanojan suuntaan lähtevästä ojasta Kiimassuolta (koillispuolelta lähtevien ojien yhtymäkohdan jälkeen) ja toinen otettiin Sinipäänsuolta lounaaseen lähtevästä ojasta. Sedimenttinäytteet otettiin neljästä purkuojasta, joita seurataan velvoitetarkkailun yhteydessä. Näytteenottoraportti 9.8.2013 suoritetusta näytteenotosta on esitetty liitteenä (Liite 9). Tilaajan pyynnöstä otettiin vielä 1.10.2013 sedimenttinäytteet kahdesta muusta ojapisteestä sekä putken päästä. Näytteenottopisteet on esitetty alla olevassa kartassa (Kuva 6). Ensimmäistä näytteenottoa edeltävinä päivinä (näytteenotto 9.8.2013) oli ollut kuurosateita ja näytteenottopäivän aamuna alueella satoi melko rankasti noin 15 minuuttia (näytteenottajan havainto). Muuten sää oli näytteenottopäivänä pilvinen ja kostea. Toisella näytteenottokerralla (1.10.2013) sää oli kuiva. Sedimenttinäytteet otettiin pääosin tarkoitukseen sopivalla pienellä lapiolla. Apuna saatettiin käyttää isompaa metallilapiota irrottamaan pohjasta sedimentin palasia. Sedimenttinäytteet säilöttiin kaasutiiviisiin läpinäkyviin pusseihin. Ensimmäisen näytteenoton (9.8.2013) yhteydessä mitattiin ojavesien laatu kenttämittarilla (ph, sähkönjohtokyky, redox, happipitoisuus, lämpötila) (Taulukko 17). Näytepisteestä 2S1 ei kenttämittauksia voinut tehdä, sillä pisteessä ei ollut vettä näytteenottohetkellä. ph oli kaikissa näytepisteissä lähellä neutraalia. Happipitoisuus oli matala lounaaseen lähtevässä ojassa sekä koillispuolella Kiimassuon ojassa. Sähkönjohtavuus oli lounaispuolen ojassa muita ojia suurempi. Toisella näytteenottokerralla ojissa ei ollut virtaamaa, joten kenttämittauksia ei voitu tehdä. Kuva 6. Tässä työssä otettujen vesinäytteiden (Vesi 1 ja 2) ja sedimenttinäytteiden (1S 7S) ottokohdat sekä KVVY:n suorittaman ojavesitarkkailun ojapisteiden (O1, O2, O4 ja O5) sijainti.
15 Taulukko 17. 9.8.2013 suoritetun näytteenoton yhteydessä mitattu ojavesien laatu kenttämittarilla. Piste ph DO % DO (mg/l) Sähkönjohtokyky ms/m T ( o C) kellonaika ORP (mv) paine (mmhg) Vesi 1 7,3 26,8 2,5 174,0 18,3 13:42-37,7 746,0 Vesi 2 7,2 50,4 5,0 43,4 16,5 11:55 152,7 746,6 1S1 7,1 27,8 2,6 136,8 18,7 13:28 77,3 746,0 1S2 7,5 40,1 3,8 162,4 18,1 14:13 69,2 746,0 2S1 - - - - - 15:15 - - 3S1 7,2 62,5 6,3 34,7 15 10:10 92,0 745,9 3S2 7,2 55,4 5,4 33,7 16,2 11:00 140,1 746,1 4S1 7,4 10,5 1,0 77,6 17,7 13:00-69,7 746,1 4S2 7,4 40,0 3,9 48,3 16,8 12:25 132,2 746,3 5S1 6,9 56,6 5,4 43,9 17,5 9:40 75,9 745,8 5.2.2 Näytteiden analysointi Vesinäytteistä analysoitiin metallit ja puolimetallit (As, Cd, Cr, Cu, Pb, Ni, An, V, Co, Zn), 57 erilaista orgaanista haitta-ainetta sekä yleisimmät vedenlaatua kuvaavat tekijät (ph, kiintoaine, ravinteet, orgaaninen aines). Näytteet analysoitiin Valtioneuvoston vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista annetun asetuksen (868/2010) mukaisesti kokonaispitoisuuksina. Vesinäytteistä analysoitiin osa aineista, joille on määritelty pintavesien ympäristönlaatunormi. Ainelistalle valittiin ne, joiden pitoisuus jätteiden käsittely- ja loppusijoitusalueiden vesissä on ylittänyt kyseisen normin useammassa kohteessa (Tritonet Oy 2010) ja joiden pitoisuus voi teoriassa ylittyä Envitech-alueen ympäristön pintavesissä. Lisäksi näytteistä analysoitiin yleisimmät vedenlaatua kuvaavat tekijät (ph, kiintoaine, ravinteet, orgaaninen aines), jotta niitä voidaan verrata yhteistarkkailutuloksiin. Envitech-alueella 9.8.2013 suoritetun näytteenoton kahdeksasta ojasedimenttinäytteestä analysoitiin ensimmäisessä vaiheessa vain lähimpänä Envitech-aluetta sijaitsevien näytepisteiden sedimenttinäytteet (1S1, 2S1, 3S1 ja 4S1). Koska analyyseissä havaittiin sedimenttinäytteessä 1S1 maaperän haitallisten aineiden pitoisuuksien kynnys- tai ohjearvot (Vna 214/2007) ylittäviä määriä metalleja ja joitakin polyaromaattisia hiilivety-yhdisteitä, analysoitiin toisessa vaiheessa (6.9.2013) sedimenttinäyte 1S2. Lisäksi toisessa vaiheessa analysoitiin sedimenttinäyte 5S1, koska oja, josta näyte otettiin, näytti öljyiseltä. Tilaajan pyynnöstä tehtiin 1.10.2013 vielä ylimääräinen sedimenttinäytteenotto kahdesta ojapisteestä sekä putken päästä, joiden tulokset on esitetty tässä selvityksessä. Pohjasedimenteistä analysoitiin maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arviointia koskevan Valtioneuvoston asetuksen (214/2007) mukaisesti metallit ja puolimetallit, PAH-yhdisteet ja öljyhiilivetyjakeet C 10 -C 40. Hyvin vesiliukoisia ja siten veden mukana kulkeutuvia aineita ei sedimenteistä analysoitu. Vesi- ja sedimenttinäytteet analysoitiin Ramboll Analyticsin laboratoriossa akkreditoituja menetelmiä käyttäen. 5.2.3 Orgaanisten haitta-aineiden ja metallien pitoisuus vesinäytteissä Tämän työn yhteydessä otettujen vesinäytteiden tulokset on esitetty kokonaisuudessaan liitteen taulukossa (Liite 10), jossa on myös esitetty pintavesien ympäristönlaatunormin (Vna 868/2010) raja-arvot ja hulevesien laatu eri tutkimuksissa. Laboratorion toimittamat tutkimustodistukset ovat myös liitteenä (Liite 12). Alla olevassa taulukossa on verrattu vesinäytteiden "Vesi 1 lounaaseen" ja "Vesi 2 koilliseen" metallipitoisuuksia pintavesien ympäristönlaatunormissa (Vna 868/2010) esitettyihin raja-arvoihin sekä hulevesistä eri tutkimuksissa mitattuihin metallien pitoisuusarvoihin (Taulukko 18).
16 Taulukko 18. Näytteenottopisteiden Vesi 1 lounaaseen ja Vesi 2 koilliseen metalli-pitoisuudet (mg/l) sekä pintavesien ympäristönlaatunormin (Valtioneuvoston asetus 868/2010) pitoisuusrajat ja huleveden tyypilliset pitoisuudet tutkimuksissa. Pintavesien ympäristönlaatunormi Maanteiden Hulevesien laadun (Vna 868/2010) hulevesien laatu - vaihteluväli Metallit, mg/l AA-EQS MAC-EQS tutkimustuloksia 1) tutkimuksissa 2) Vesi 1 lounaaseen Vesi 2 koilliseen Arseeni <0,002 0,069-0,021 <0,0020 Kadmium 0,00008-0,00025** 0,00045-0,0015** <0,0002 0,0007 0,00053 <0,00050 Kromi <0,005 0,86 0,0113 0,024 0,071 <0,0050 Kupari 0,031 0,035 0,18 <0,010 Lyijy 0,0072 ei sovelleta <0,002 0,15 0,006 0,011 0,019 <0,0020 Nikkeli 0,02 ei sovelleta 0,006 0,012 0,027 <0,010 Antimoni 0,0066 <0,0010 Vanadiini 0,029 <0,0050 Koboltti <0,002 0,36-0,01 <0,0020 Sinkki 0,034 5,0 0,041 0,224 0,056 <0,020 Ylittää pintavesien ympäristönlaatunormin (Vna 868/2010) **Riippuu veden kovuusluokasta 1) 2) Ylittää huleveden tyypillisen pitoisuuden Liikenneviraston tutkimuksia ja selvityksiä -sarjan julkaisussa "Maanteiden hulevesien laatu" yhteydessä mitattuja pitoisuuksia vuosina 2011-2012 Keskiarvojen vaihteluväli seuraavissa tutkimuksissa: Nurmi 2001: Sadevesiviemäreiden vedenlaatu. Helsingin kaupungin ympäristökeskus. Kannala 2001: Vaasan kaupungin hulevesikuormituksen vähentäminen. Kivikangas 2002: Järvenpäästä Tuusulanjärveen laskevien hulevesien ja muiden valumavesien ominaisuuksia. (Teoksessa Kotola ja Nurminen 2003: Kaupunkialueiden hydrologia ) Vesinäytteen "Vesi 1 lounaaseen" metallipitoisuudet ylittivät pintavesien ympäristönlaatunormin (Vna 868/2010) pitoisuusrajat kadmiumin, lyijyn ja nikkelin osalta. Kuparia vesinäytteessä havaittiin huleveden tyypillisiä pitoisuuksia enemmän. Vesinäyte "Vesi 2 koilliseen" alitti kaikkien tutkittujen metallien osalta analyysien määritysrajat. Vesinäytteistä analysoitiin kaikkiaan 57 orgaanista haitta-ainetta. Kaatopaikan puoleiselta näytteenottopisteeltä "Vesi 1 lounaaseen" analysoitujen haitta-aineiden pitoisuudet ylittivät bentso(g,h,i)peryleenin (0,000007 mg/l), nonyylifenolin ja nonyylifenolietoksylaattien (NP/NPEyhdisteet) (0,0028 mg/l) sekä tributyylitinan ja tributyylitinayhdisteiden (0,0000009 mg/l) osalta pintavesien ympäristönlaatunormin (Vna 868/2010) pitoisuusrajat. Näytepisteen "Vesi 1 lounaaseen" vedessä havaittiin myös pentakloorifenolia (PCP), jota ei valtioneuvoston asetuksen 868/2010 mukaan saa päästää lainkaan pintaveteen tai viemäriin (teollisuudesta). Pintavesien ympäristönlaatunormissa (Vna 868/2010) ei ole määritelty raja-arvoja veden COD Mn, kiintoaine- ja ravinnepitoisuuksille, joten vesinäytteiden tuloksia on verrattu vain hulevesistä mitattuihin arvoihin (Taulukko 19). Vesinäytteiden lämpötilat, happipitoisuudet ja sähkönjohtavuudet ovat 9.8.2013 suoritettujen kenttämittausten tuloksia. Taulukko 19. Näytteenottopisteistä Vesi 1 koilliseen ja Vesi 2 lounaaseen mitattujen yleisten parametrien arvot sekä huleveden tyypilliset pitoisuudet tutkimuksissa. Maanteiden Hulevesien laadun hulevesien laatu - vaihteluväli Yleiset parametrit tutkimustuloksia 1) tutkimuksissa 2) Vesi 1 lounaaseen Vesi 2 koilliseen Lämpötila ( C) 18,3 16,5 Happipitoisuus 2,49 4,96 Sähkönjohtavuus 2,5 990 13,6 66 174 43,4 ph (-) 7,0 7,8 7,4 7,3 COD Mn (mg/l) 22,70 180 40 Kiintoaine (mg/l) 30 210 860 5,2 Kokonaistyppi (mg/l) 1,88 2,35 79 9,4 Kokonaisfosfori (mg/l) <0,1 0,19 0,96 0,24 Ylittää huleveden tyypillisen pitoisuuden 1) 2) Liikenneviraston tutkimuksia ja selvityksiä -sarjan julkaisussa "Maanteiden hulevesien laatu" yhteydessä mitattuja pitoisuuksia vuosina 2011-2012 Keskiarvojen vaihteluväli seuraavissa tutkimuksissa: Nurmi 2001: Sadevesiviemäreiden vedenlaatu. Helsingin kaupungin ympäristökeskus. Kannala 2001: Vaasan kaupungin hulevesikuormituksen vähentäminen. Kivikangas 2002: Järvenpäästä Tuusulanjärveen laskevien hulevesien ja muiden valumavesien ominaisuuksia. (Teoksessa Kotola ja Nurminen 2003: Kaupunkialueiden hydrologia ) COD Mn :n ja ravinteiden osalta molemmissa vesinäytteissä havaittiin suurempia pitoisuuksia kuin hulevesissä on yleisesti. Lisäksi vesinäytteen "Vesi 1 lounaaseen" kiintoainepitoisuus oli huomat-
17 tava ja ylitti hulevesien tavanomaisen pitoisuuden. Vesi 1 lounaaseen näytteessä oli velvoitetarkkailukertoja enemmän kiintoainetta ja orgaanista ainesta (COD Mn ) (vrt. luku 5.1.1). 5.2.4 Orgaanisten haitta-aineiden ja metallien kuormitus vesinäytepisteissä Pitoisuustarkastelun lisäksi työssä laskettiin hulevesien orgaanisten haitta-aineiden ja metallien aiheuttama kuormitus ojavesiin vuositasolla (kg/vuosi). Laskennassa käytettiin vesimääränä vuositason valumia sekä mitattuja haitta-aineiden pitoisuuksia, jotka on kuvattu edellä. Laskennalliset vuosivalumat keskimääräisessä ja maksimitilanteessa näytepisteille "Vesi 1 lounaaseen" ja "Vesi 2 koilliseen" on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 20). Valumien laskentaperiaate on esitetty tarkemmin selvityksen kappaleessa 3. Taulukko 20. Laskennalliset vuosivalumat näytepisteille Vesi 1 lounaaseen ja Vesi 2 koilliseen keskimääräisen vuosisateen ja maksimivuosisateen tilanteissa. Vuosivaluma näytepisteelle, m 3 /a Vesi 1 lounaaseen Vesi 2 koilliseen Keskimäärin 80100 464200 Maksimitilanne 100000 579700 Alla olevassa taulukossa on esitetty metallikuormitus näytepisteelle "Vesi 1 lounaaseen" keskimääräisen ja maksimitilanteen vuosivalumilla (Taulukko 21). Kuormitusta on verrattu Eurooppalaista PRTR-rekisteriä (EPRTR) koskevan asetuksen vesipäästöjä koskeviin kynnysarvoihin (Taulukko 21). Laskennallinen metallikuormitus näytepisteelle "Vesi 1 lounaaseen" alittaa kaikkien tutkittujen metallien osalta EPRTR-asetuksen vesipäästöjen kynnysarvot vuositasolla. Metallien yhteiskuormitus näytepisteelle "Vesi 1 lounaaseen" on keskimääräisellä valumalla noin 34 kg/a. Näytteen "Vesi 2 koilliseen" metalli-pitoisuudet alittivat kaikkien analysoitujen metallien osalta määritysrajat, joten alla olevassa taulukossa ei ole esitetty metallien kuormitusta pisteelle 2. Metallien yhteiskuormitus näytepisteelle "Vesi 2 koilliseen" on kuitenkin arvioitu puolittamalla määritysraja-pitoisuus ja laskettu tästä pitoisuudesta sekä keskimääräisestä valumasta metallikuormitukseksi noin 13 kg/a. Taulukko 21. Keskimääräisen ja maksimitilanteen valunnan mukaiset kuormitukset näytepisteelle Vesi 1 lounaaseen sekä Eurooppalaisen PRTR-rekisterin kynnysarvot vesipäästöille (Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus (EY) nro 166/2006 epäpuhtauksien päästöjä ja siirtoja koskevan eurooppalaisen rekisterin perustamisesta). Vesi 1 lounaaseen Vesi 1 lounaaseen maksimitilanteessa, Eurooppalaisen PRTRrekisterin kynnysarvo vesipäästöille, kg/a Metallit keskimäärin, kg/a Arseeni 1,7 2,1 5 Kadmium 0,04 0,05 5 Kromi 5,7 7,1 50 Kupari 14,4 18 50 Lyijy 1,5 1,9 20 Nikkeli 2,2 2,7 20 Antimoni 0,5 0,7 - Vanadiini 2,3 2,9 - Koboltti 0,8 1,0 - Sinkki 4,5 5,6 100 Vesinäytteistä analysoitujen orgaanisten haitta-aineiden laskennallinen kuormitus jäi pieneksi: keskimääräisessä valuntatilanteessa haitta-aineiden yhteenlaskettu vuotuinen kuormitus näytepisteelle "Vesi 1 lounaaseen" oli noin 0,8 kg/a ja maksimivuosisateella 1 kg/a. Näytepisteellä "Vesi 2 koilliseen" jäätiin keskimääräisen valunnan ja maksimivuosisateen tilanteissa haittaaineiden kuormituksessa alle 100 grammaan vuodessa. Yli puolet orgaanisesta haitta-ainekuormituksesta muodostui bisfenoli A:n kuormituksesta. Bisfenoli A:lle ei ole Eurooppalaista PRTR-rekisteriä koskevassa asetuksessa mainittu kynnysarvoa. EPRTR-asetuksessa orgaanisten haitta-aineiden kynnysarvot ovat usein suuruusluokaltaan 1 kg/a