Ylöjärven kaupunki Kolmenkulman hulevesisuunnitelma Raportti 24.3.2015
24.3.2015 1 (12) Sisältö 1 JOHDANTO... 2 1.1 Suunnittelun lähtökohdat ja tavoitteet... 2 1.2 Suunnitteluorganisaatio... 2 2 SUUNNITTELUALUE JA SEN NYKYTILA... 2 2.1 Suunnittelualueen sijainti ja maankäyttö... 2 2.2 Valuma-alueet ja virtausreitit... 3 2.3 Maaperä- ja pohjavesiolosuhteet... 3 2.4 Tuleva maankäyttö... 4 3 SUUNNITELMAT HULEVESIEN HALLINNASTA... 5 3.1 Maankäytön hydrologisten vaikutusten arviointi... 5 3.1.1 Yleistä... 5 3.1.2 Laskelmat... 6 3.1.3 Hulevesien hallinnan tarve... 7 3.2 Hulevesien hallintaratkaisut... 7 3.3 Suunnitelmaratkaisu... 8 3.4 Hulevesimallinnus... 9 3.4.1 Mallin rakenne... 9 3.4.2 Toiminnalliset tarkastelut ja mitoitus... 10 4 TARKASTELUT ALUEEN TASAUKSESTA... 11 5 YHTEENVETO... 12 Kansikuva: Bing maps LIITTEET Liite 1 Hulevesien hallinta, asemapiirros Liite 2 Täyttö- ja leikkausalueet, asemapiirros Liite 3 Aluepoikkileikkaukset 1-3 Liite 4 Aluepoikkileikkaukset A-C Liite 5 Alustava pituusleikkaus Kokoojakatu
24.3.2015 2 (12) 1 JOHDANTO 1.1 Suunnittelun lähtökohdat ja tavoitteet Työssä laaditaan Ylöjärven Kolmenkulman asemakaava-alueelle hulevesien hallinnan yleissuunnitelma. Keskeisenä tavoitteena on esittää hulevesiratkaisut, joilla saavutetaan riittävä hulevesien hallinnan taso, jotta Myllypuron Natura 2000 alueelle ei kohdistu haittavaikutuksia. Hulevesien hallinnan suunnittelu kytkeytyy ja on laadittu samanaikaisesti Kolmenkulman asemakaava-alueen Natura 2000 arvioinnin tarveharkintaselvityksen kanssa. 1.2 Suunnitteluorganisaatio Suunnitelman on laatinut Sito Oy vastuuhenkilönä dipl.ins. Perttu Hyöty. Työn tilaajana on ollut Ylöjärven kaupunki, kaavoitus, yhteyshenkilönään Seppo Reiskanen. 2 SUUNNITTELUALUE JA SEN NYKYTILA 2.1 Suunnittelualueen sijainti ja maankäyttö Kohde sijaitsee Ylöjärvellä Pohjajärven länsipuolella ja kuuluu Myllypuron- Vihnusjärven valuma-alueeseen. Asemakaava-alueen pinta-ala on noin 60 hehtaaria. Alue on nykyään rakentamatonta metsämaata ja sen sijainti on esitetty kuvassa 1. Kuva 1. Suunnittelualueen sijainti 1 1 Pöyry 2012. Tampereen kantakaupungin valuma-alueselvitys.
24.3.2015 3 (12) 2.2 Valuma-alueet ja virtausreitit Suunnittelualue sijoittuu Myllypuron valuma-alueen latvoille ja alueella muodostuva pintavalunta purkautuu joko Pohjajärven tai ns. Koreeniityn ojan kautta. Virtaamat yhdistyvät Pohjajärven laskuojassa ja purkautuvat etelään Tukiaistenmaan läpi ja edelleen Myllypuroon Tampereella. Myllypuron valuma-alueen latvaosat jaettuna osavaluma-alueisiin on esitetty kuvassa 2. Kuva 2. Myllypuron valuma-alueen latvaosa. 2.3 Maaperä- ja pohjavesiolosuhteet Asemakaava-alueen maaperä on GTK:n maaperäkartan mukaan pääasiassa moreenia ja kalliota. Alueen eteläosan alavammassa maastossa maaperä on silttiä (Hiesu) ja Vt3 kupeessa on pieni turvealue. Lähin pohjavesialue on Ylöjärvenharjun I-luokan alue, joka sijaitsee lähimmillään noin 200 metriä asemakaava-alueesta pohjoiseen. Kuva 3. Selvitysalueen maaperä
24.3.2015 4 (12) 2.4 Tuleva maankäyttö Suunnittelualueelle ollaan laatimassa asemakaavaa, jolla laajennetaan Kolmenkulman yritysaluetta kaavoittamalla alueelle uusia yritystontteja teollisuus- ja varastotoiminnalle. Alueen itäosaan voidaan asemakaavoittaa myös pienteollisuustontteja. Pohjoisosassa asemakaavaa muutetaan katujen uudelleenlinjauksen johdosta (alue 2 kuvassa 1). Laadittavana olevan asemakaava eteläpuolella on lainvoimainen Koreeniityn asemakaava (alue 1 kuvassa 2), jonka tonteista yksi on rakennettu. Kooste asemakaava-aineistoista on esitetty kuvassa 4. Kuva 4. Asemakaavakooste
24.3.2015 5 (12) 3 SUUNNITELMAT HULEVESIEN HALLINNASTA 3.1 Maankäytön hydrologisten vaikutusten arviointi 3.1.1 Yleistä Valuma-alueen maankäyttöhankkeiden vaikutuksia Myllypuron Natura-alueen luontoarvoihin on arvioitu jo yli 10 vuoden ajan alueen eri kaavoitushankkeiden yhteydessä. Koko valuma-aluetta koskevissa yhteisselvityksissä (Suunnittelukeskus Oy 2002, Suunnittelukeskus Oy 2004) todettiin, että maankäytön aiheuttamat hydrologiset muutokset voivat merkittävästi heikentää Myllypuron Natura-alueen suojeluperusteena olevia luontoarvoja ilman hulevesien hallintatoimenpiteitä. Hallintatoimenpiteiksi selvityksissä esitettiin mm. kosteikkojen ja viivytyslammikkojen toteuttamista valumaalueelle. Hallintatoimien tavoitteena on eteenkin Myllypuron virtaamaolosuhteiden säilyttäminen rakentamista edeltävällä tasolla hidastamalla ja vähentämällä Myllypuroon purkautuvaa pintavaluntaa. Kolmenkulman asemakaavan toteutuminen muuttaa nykyään rakentamattoman metsämaa-alueen teollisuus- ja työpaikka-alueeksi lisäten läpäisemättömien pintojen määrää ja sitä kautta hulevesien muodostumista selvästi. Hulevesien hallintaratkaisujen tarpeen määrittämiseksi tehtiin laskelmat suunnitellun maankäytön hydrologista vaikutuksista. Vaikutusarvio perustui Euroopan ympäristöviraston (EEA) Urban Atlas aineistoon, joka on maankäyttöä ja maanpeitettä kuvaava paikkatietoaineisto yli 100 000 asukkaan urbaaneilta alueilta. Aineiston avulla laskettiin selvitysalueen ja sen lähiympäristön läpäisemättömän pinnan määrä nykytilanteessa sekä suunnitellun maankäytön toteuduttua. Tarkastelupisteeksi, jossa valuma-aluetason muutosta arvioitiin, valittiin Pohjajärven laskuojan ja ns. Koreeniitynojan yhtymäkohta, jota kautta kaikki selvitysalueen vedet laskevat (ks. kuva 5) Kuva 5. Osavaluma-alueet ja tarkastelupiste (keltainen ympyrä)
24.3.2015 6 (12) 3.1.2 Laskelmat Nykytilanteessa kaava-alue sijoittuu osavaluma-alueille 3, 4 ja 5. Kaava-alueen suurista korkeuseroista johtuen tonttien ja katujen tasaaminen on todennäköistä, millä on pientä vaikutusta alueen sisäiseen vedenjakajaan. Laskelmat maankäytön muutoksesta tehtiin arvioidun tulevan tilanteen vedenjakajan mukaan. Sisäisen vedenjakajan siirtyminen ei muuta Myllypuron suuntaan kohdistuvia vaikutuksia, koska tarkastelupisteen valuma-alueen rajaus ei muutu. Urban Atlas aineiston perusteella tehtyä analyysiä tarkennettiin ilmakuvien ja peruskartan perusteella, mm. Kolmenkulmantien ja liittymien osalta läpäisemättömän pinnan määrää lisättiin ja Pohjajärven ympäristö määritettiin suoalueeksi. Tulevan tilanteen kuvaukseen lisättiin suunnitellun maankäytön mukaiset tontti- ja katualueet. Nykytilanteen maanpeite on esitetty kuvassa 6 ja tuleva tilanne kuvassa 7. Kuva 6. Kuvaus nykytilanteen maankäytöstä Kuva 7. Kuvaus tulevan tilanteen maankäytöstä
24.3.2015 7 (12) Läpäisemättömän pinnan määrässä aiheutuva muutos laskettiin osavaluma-alueittain sekä koko valitun tarkastelupisteen yläpuolisen alueen osalta. Tulevan rakentamisen on arvioitu sijoittuvan osavaluma-alueille 3 ja 4. Aluetta on arvioitu tasattavan siten, että tonttien hulevedet johdetaan kadulle, jolloin suoraa purkautumista esimerkiksi valuma-alueelle 5 ei esiintyisi. Tasaus- ja kuivatusjärjestelyillä ei ole vaikutusta läpäisemättömän pinnan määrään. Laskelma on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1. Läpäisemättömän pinnan muutos Myllypuron latvoilla Nyky Tuleva F A [ha] TIA(%) TIA(%) Muutos-% 1 36 11 % 11 % 0 % 2 144 14 % 14 % 0 % 3 93 15 % 40 % 63 % 4 69 13 % 33 % 61 % 5 175 22 % 22 % 0 % Summa 517 17 % 24 % 29 % Osavaluma-alueilla 3 ja 4 tuleva rakentaminen lisää läpäisemättömän pinnan määrää merkittävästi, noin 60 %. Myös yhteenlasketun valuma-alueen tasolla vaikutus on selvä, kasvun ollessa noin 30 %. 3.1.3 Hulevesien hallinnan tarve Kaava-alueelta purkautuva pintavalunta tulee suunnitellun maankäytön myötä kasvamaan selvästi, eikä vaikutuksia Myllypuron Natura-alueeseen voida sulkea pois. Tästä johtuen hulevesien hallintaratkaisut ovat tarpeellisia ja niiden tarkoituksena on ehkäistä Natura-alueelle kohdistuvat haitalliset vaikutukset vastaavin mitoitusperustuin kuin muissakin Myllypuron valuma-alueen maankäyttöhankkeissa. Tavoitteena on rajoittaa alueen purkuvirtaamat rakentamista edeltäneelle tasolle kerran 10 vuodessa toistuvalla 60 minuutin mitoitussateella. 3.2 Hulevesien hallintaratkaisut Hulevesien hallinta esitetään toteutettavan keskitetysti, koska alueelle on tulossa yleinen hulevesijärjestelmä, jonka purkupisteisiin tarvittavat viivytysrakenteet voitaisiin sijoittaa. Hulevesien hallinta voitaisiin hajauttaa tonttikohtaiseksi, mutta koska alue rakentuu pitkän ajan kuluessa ja mitoitusperusteet olisivat tonttikohtaisille järjestelmille kohtalaisen raskaat, keskitetty järjestelmä yleisellä alueella on toimintavarmempi ratkaisu. Suunnittelualueelta on tunnistettu keskitetyille hulevesien hallintaratkaisuille kaksi potentiaalista sijaintipaikkaa, yksi kummaltakin tulevaisuuden osavaluma-alueelta ja korkeustasoltaan sellaisia, että hulevedet voidaan niihin viettona johtaa.
24.3.2015 8 (12) 3.3 Suunnitelmaratkaisu Hulevesien hallinnan yleissuunnitelma on esitetty liitteessä 1 sekä kuvassa 8 alla. Tonttien hulevedet johdetaan katualueille rakennettaviin hulevesiviemäreihin sekä olemassa olevan Kolmenkulmantien avo-ojaan, jota tarvittaessa syvennetään. Hulevedet puretaan avo-ojista ja viemäreistä keskitetyille viivytysalueille, joista eteläisempi (ns. Allas 1) on laajempi tulva-alue ja pohjoisempi (ns. Allas 2) on kaivamalla toteutettava allas. Allas 1 ei todennäköisesti edellytä kaivutöitä vaan viivytystilavuus toteutetaan vastapenkereellä, jonka takana tulevat hulevedet saavat levitä nykyiselläänkin kostealle metsänpohjalle. Altaan toteuttaminen edellyttää muutamasta tontista luopumista. Allas 2 sijoittuu itäreunaltaan kaavan katualueelle, koska sen muotoilussa on haluttu hyödyntää nykyistä Kolmenkulmantien reunaojaa. Allas 2 vie myös jonkin verran tonttimaata. Kuva 8. Ote yleissuunnitelmasta.
24.3.2015 9 (12) 3.4 Hulevesimallinnus 3.4.1 Mallin rakenne Hulevesijärjestelmän mitoitus- ja toimivuustarkastelua varten alueesta tehtiin SWMMohjelmalla hulevesimalli. Mallinnuksessa alustavan asemakaavaluonnoksen tontit määritettiin valuma-alueina, joilta vedet purkautuvat hydrauliseen verkosto- ja avouomamalliin. Viivytysalueet mallinnettiin altaina, joiden pinta-alan ja vedensyvyyden suhde määritettiin maastomallin avulla. Mallin rakennetta on havainnollistettu kuvassa 9. Pääpurkureitit on esitetty numeroilla 1-3. Kuva 9. Tulevan tilanteen SWMM-hulevesimalli.
24.3.2015 10 (12) 3.4.2 Toiminnalliset tarkastelut ja mitoitus Mallintamalla tarkasteltiin ensin pääpurkureittien mitoitusta, keskittyen uuden kokoojakadun hulevesiviemärilinjaan (reitti 1 kuvassa 9), joka kerää suurimman osan alueen hulevesistä. Hulevesiviemärille määritettiin iteroimalla dimensiot, joilla kerran viidessä vuodessa toistuvan lyhyen rankkasateen aiheuttama virtaama voidaan johtaa ilman mainittavaa padotusta. Putkidimensioiksi valikoitui yläjuoksulla NS500 ja alajuoksulla NS800. Reitin 1 pituusleikkaus ja vedenpinta 1/5a 10 minuutin sateella on esitetty kuvassa 10. Yläjuoksun NS500 putkiosuuksilla esiintyy pientä padotusta mutta pääsääntöisesti linja vetää hyvin. Pidemmillä sateilla, esimerkiksi viivytysmitoituksen mukaisella 1/10a 60 minuutin sateella padotusta ei esiinny. Kuva 10. Päähulevesiviemärin pituusleikkaus 1/5a 10 minuutin sateella. Viivytysalueiden mitoitus tehtiin myös mallintamalla. Kummallekin viivytysaltaalle asetettiin valuma-alueen koon perusteella arvioitu nykytilanteen virtaama-arvo, joka kuvaa mitoitussateella 1/10a 60 minuuttia nykyisellään esiintyvää virtaamaa. Pohjoisen viivytysalueen valuma-alue on noin 20 hehtaaria ja eteläisen noin 40 hehtaaria. Mitoitussateen intensiteetti on 65 l/s*ha ja valumakertoimeksi arvioitiin 0,05. Näillä oletuksilla pohjoisen altaan virtaaman vertailuarvoksi saadaan 65 l/s ja eteläisen altaan kohdalla 130 l/s. Tulevaisuuden maankäytölläkin allaspaikalta purkautuvat virtaamat pitäisi pystyä säätämään tähän tasoon, jotta haitalliset virtaamavaikutukset alapuolisilla reiteillä voidaan minimoida. Mallintamalla määritettiin viivytysalueille tarvittavat tilavuudet, jotka riittävät mitoitustilanteessa varastoimaan tulevan hulevesimäärän siten, että eteenpäin johdetaan enintään vertailuarvon mukainen virtaama. Tarvittavaksi tilavuudeksi todettiin altaan 1 kohdalla noin 3800 m 3 ja altaan 2 kohdalla noin 1600 m 3. Alustavien tilavuuksien määrittelyn jälkeen altaille laadittiin laserkeilausaineistosta tehdyn maastomallin perusteella geometria, jolla tarvittava tilavuus osoitettiin toteuttamiskelpoiseksi. Geometriasta saadut altaiden pinta-ala / vesisyvyystiedot lisättiin hulevesimalliin ja laskennat tehtiin uudestaan. Mallintamalla todettiin, että valittuihin kohtiin on toteutettavissa hyvinkin riittävät viivytysaltaat, joiden tilavuus voi olla suurempikin kuin mitoitustaso edellyttää. Etenkin laajan tulva-alueen (allas 1) kohdalla nykyisistä pinnanmuodoista saadaan melko helposti irti jopa 4500 m 3 viivytystilavuutta, mikä mahdollistaa tehokkaamman viivytyksen. Altaan 2 kohdalla noin 2000 m 3 viivytystilavuus on helposti saavutettavissa.
24.3.2015 11 (12) Kuvassa 11 on esitetty mitoitustilanteessa 1/10a 60 min sateella altaiden 1 ja 2 tulovirtaamat (vihreä ja punainen käyrä) sekä niiden säädetyt purkuvirtaamat (sininen ja magenta käyrä). Purkuaukon koko oli altaan 1 kohdalla NS250 ja altaan 2 kohdalla NS180. Altaan 1 tulovirtaama noin 1300 l/s saadaan kuristettua tasoon 100 l/s ja altaan 2 tulovirtaama noin 550 l/s saadaan kuristettua tasoon 50 l/s. Altaan 1 vesitilavuus on suurimmillaan noin 3700 m 3 ja altaan 2 noin 1600 m 3. Kummassakin altaassa jää maksimitilavuudesta käyttämättä vielä noin 15 20 %, mitä voidaan pitää varauksena ilmastonmuutoksen aiheuttamalle sademäärien kasvulle. Kuva 11. Altaiden tulo- ja purkuvirtaamat 1/10a 60 min sateella. Suunnitelluilla allaspaikoilla voidaan hyvin saavuttaa tarvittavat viivytystilavuudet mitoitustilanteen ja jopa sitä harvinaisempien sateiden aiheuttamien hulevesivirtaamien viivyttämiseksi nykytilanteen tasolle. Mikäli altaat toteutetaan esitetyn kokoisina, voidaan todeta että haitallisia hulevesivaikutuksia ei kohdistu selvitysalueen ulkopuolelle. 4 TARKASTELUT ALUEEN TASAUKSESTA Kolmenkulman asemakaava-alue sijoittuu topografialtaan vaihtelevaan maastoon ja on selvää, että tonttien rakentaminen edellyttää alueen tasaamista. Tämän työn yhteydessä tehtiin alustava tarkastelu alueen yleistasauksesta siten, että hulevesien johtaminen viettona keskitetyille viivytysalueille on mahdollista koko alueella. Alustavan tasaustarkastelun lähtökohtana oli, että tontit viettävät kadulle päin 1 1.5 % kaltevuudella ja että hulevesiviemärin vesijuoksu on vähintään 1.8 metriä kadun tason alapuolella ja minimivietto olisi 0.5 %. Karttaesitys leikattavista ja täytettävistä alueista on esitetty liitteessä 2, alueelliset poikkileikkaukset liitteissä 3 ja 4 ja uuden kokoojakadun alustava pituusleikkaus liitteessä 5. Esitetty ratkaisu on hulevesien johtamisen kannalta toimiva, mutta massataloudeltaan valitettavan epätasapainossa, leikkausta on arvioitu noin 200 000 m 3 ja täyttöjä noin 650 000 m 3. Suurimmat täytöt tulisivat kaava-alueen luoteisosaan, Kolmenkulmantien länsipuolelle, missä olevien isojen tonttien tasaaminen Kolmenkulmantielle loivasti viettäväksi edellyttää paljon massoja. Laadittu tasaustarkastelu on alustava ja hulevesien johtamisen sekä myös jätevesiviemäröinnin näkökulmasta tehty. Yleistasauksen suunnittelua tulisi jatkaa massatasapainon optimoimiseksi.
24.3.2015 12 (12) 5 YHTEENVETO Tässä työssä laadittiin Ylöjärven Kolmenkulman asemakaava-alueella hulevesien hallinnan yleissuunnitelma sekä sitä palveleva alustava tarkastelu yleistasauksesta. Keskeisenä tavoitteena oli osoittaa hulevesien hallintaratkaisut, joilla alueelta purkautuva pintavalunta saadaan pidettyä nykytilanteen tasossa mitoitustilanteessa 1/10a 60 min sateella. Hulevesien hallintaratkaisuna esitetään keskitettyjen viivytysalueiden toteuttamista kummallekin selvitysalueen kahdesta osavaluma-alueista. Keskitetyllä ratkaisulla pitkäkestoisen ja rankan sateen aiheuttaman virtaaman tehokas viivyttäminen on helpompaa kuin hajautetuilla tonttikohtaisilla ratkaisuilla. Tonttien vaiheittainen toteuttaminen aiheuttaa myös haasteita tonttikohtaisten ratkaisujen yhtenäisyydelle, kun taas keskitetty järjestelmä voidaan toteuttaa etupainotteisesti ennen tonttien rakentamista. Asemakaava-alueelle laadittiin yleissuunnitelma hulevesien johtamiseen tarvittavasta avouoma- ja hulevesiviemäriverkosta sekä viivytysalueista. Mitoitus ja järjestelmän toiminnallisuuden tarkastelu tehtiin mallintamalla. Mallinnustarkasteluilla todettiin, että esitetyt viivytysaluevaraukset ovat riittäviä mitoitustilanteen hallintaan ja niissä on vielä 15-20% varaus tilavuudessa sateiden lisääntymistä tai arvioitua tehokkaampaa maankäyttöä varten. Esitetyillä viivytysratkaisuilla haitallisia hulevesivaikutuksia ei arvioida esiintyvän. Hulevesisuunnitelman tueksi laadittiin alueelle alustava tasaus, jonka lähtökohta oli katuja kohti loivasti viettävät tontit ja painovoimainen hulevesiviemäröinti. Reunaalueiden jyrkistä rinteistä sekä olemassa olevan Kolmenkulmantien melko korkeasta tasauksesta johtuen alueelle tarvittaisiin paljon täyttöjä ja tasaus on massaalijäämäinen. Tasaussuunnittelua tulisi jatkaa tasapainoisemman massatalouden saavuttamiseksi. Suunnitellut viivytysalueet esitetään varattavan asemakaavassa VL- tai EV-alueiksi, joille saa toteuttaa hulevesien hallintarakenteita. Altaiden muotoilua ja sijoittumista on mahdollista hieman muuttaa mikäli lähimpien tonttien rakentaminen sitä edellyttää, mutta mitoituslaskelmat tulee tällöin tarkistaa. Sito Oy