Source: http://docplayer.fi/15810892-Kouvolan-kaupungin-hulevesien-hallinnan-kehittaminen.html
Timestamp: 2018-03-19 09:40:49+00:00
Document Index: 16414564

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

KOUVOLAN KAUPUNGIN HULEVESIEN HALLINNAN KEHITTÄMINEN - PDF
Download "KOUVOLAN KAUPUNGIN HULEVESIEN HALLINNAN KEHITTÄMINEN"
1 KOUVOLAN KAUPUNGIN HULEVESIEN HALLINNAN KEHITTÄMINEN LAHDEN AMMATTIKORKEAKOULU Ympäristöteknologian koulutusohjelma Ympäristötekniikan suuntautumisvaihtoehto Opinnäytetyö Syksy 2008 Jarno Hujanen
2 Lahden ammattikorkeakoulu Ympäristöteknologian koulutusohjelma HUJANEN, JARNO: Kouvolan kaupungin hulevesien hallinnan kehittäminen Ympäristötekniikan suuntautumisvaihtoehdon opinnäytetyö, 93 sivua, 8 liitesivua Syksy 2008 TIIVISTELMÄ Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on selvittää menetelmät, joilla Kouvolan kaupungin hulevesien hallintaa olisi mahdollista kehittää ja ehkäistä rankkasateista aiheutuvia kaupunkitulvia. Työssä valittiin tutkimuskohteiksi kaksi kohdealuetta, joilla oli todettu rankkasateiden aiheuttamaa tulvimista. Työn toimeksiantaja oli Kouvolan Vesi ja Katu- ja puistolaitos, ja työ suoritettiin kesän 2008 aikana. Ilmastonmuutoksen ja kaupungistumisen vaikutukset hulevesien hallintaan tulevat tulevaisuudessa entistä enemmän korostumaan kaupunkien infrastruntuurien rakentamisessa ja kehittämisessä. Ilmastonmuutoksen oletetaan tulevaisuudessa lisäävän sademääriä ja rankkasateiden esiintymistiheyksiä huomattavasti seuraavan sadan vuoden aikana. Ilmastonmuutoksen vaikutukset yhdistettynä pinnoitettujen alueiden lisääntymiseen kaupungeissa kasvattaa rankkasateiden aiheuttamaa tulvariskiä huomattavasti. Työ toteutettiin teoreettisena tarkasteluna hulevesien hallinnan kokonaisuudesta ja menetelmistä, joilla hulevesien hallintaa on mahdollista kehittää valituilla kohdealueilla. Työssä käsiteltiin hulevesien hallinnan vastuurakennetta ja sen kehittämistä tulevaisuudessa sekä hulevesijärjestelmän kustannusten kattamista hulevesimaksulla. Hulevesien hallinnan kehittämistä tarkasteltiin kaavoituksen, teknisten ja luonnonmukaisten menetelmien näkökulmista. Valituille kohdealueille etsittiin parhaiten soveltuvat menetelmät ja tarkasteltiin niiden teoreettisia vaikutuksia hulevesien hallintaan. Työn tutkimusosiossa seurattiin Kouvolan keskustan sademääriä sademittarilla sekä sateiden vaikutusta Kauppalankadun hulevesiverkostossa virtaavan veden pinnakorkeuteen verkostoon asennetulla pinnankorkeusmittarilla. Kesän aikana saatujen mittaustulosten perusteella voitiin todeta olemassa olevien hulevesiviemärien olevan riittävä normaaleiden sateiden hulevesien kuivatukseen. Avainsanat: hulevesi, hulevesitulva, hulevesien hallinta, luonnonmukaiset menetelmät, vastuu hulevesistä, hulevesimaksu
3 Lahti University of Applied Sciences Faculty of Technology HUJANEN, JARNO: The development of stormwater management in Kouvola Bachelor s Thesis in Enviromental engineering 93 pages, 8 appendixes Fall 2008 ABSTRACT The purpose of this thesis was to examine the methods of developing stormwater management in Kouvola and finding methods to prevent floods in urban environment. Two target areas were chosen from areas known to have problems with flooding caused by heavy rain. The thesis was commisioned by Kouvolan Vesi and it was made in summer In the future, the effects of climate change and urbanization to stormwater management will be taken into consideration more when constructing and developing urban areas. The effects of climate change combined to urbanization will increase the flood risk of urban areas. The existing management methods can not handle the increased amounts of stormwater so it will be necessary to use alternative management methods together with sewer networks. The thesis is a theoretical study of stormwater management as a whole and of the methods to develop stormwater management in the selected target areas. It handles the responsibility structures in stormwater management and its development in the near future and also the use of a stormwater fee to fill the costs of stormwater management. The development of stormwater management is observed through city planning and land use, technical applications and natural stormwater management methods. The best suited management options were selected to the target areas and the effects of methods were observed at a theoretical level. The overall rainfall and the surface level of stormwater in sewer network were measured in summer The effects of rainfall to the water surface level in the sewer network in the Kauppalankatu were estimated from the results. From the basis of the measurement results it is possible to say that the existing sewer network s management capacity is sufficient enough for normal rains. Key words: Stormwater, stormwater managment, stormwater fee, responsibilities in stormwater management
4 SISÄLLYS 1 JOHDANTO 1 2 ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS SADANTAAN KOUVOLASSA 4 3 HULEVESIEN HALLINTA Hulevesien aiheuttamat ongelmat Vesistöjen kuormitus Hulevesitulvat Hulevesien hallinnan nykytila ja kehitys Vastuu hulevesien hallinnasta Hulevesityöryhmän esitys hulevesien kokonaisvastuun keskittämisestä Hulevesijärjestelmän rahoittaminen 14 4 KAAVOITUS HULEVESIEN HALLINNASSA Hulevesien hallinnan yleissuunnitelma Ohjauskeinot kaavoituksessa Hulevesien huomioiminen kaavoituksessa 22 5 HULEVESIEN HALLINTA VIEMÄRIVERKOSTOLLA Viemäriverkosto: sekaviemäröinti ja erillisviemäröinti Hulevesiverkoston mitoitus Valuma-alueen mitoitus Viemärin mitoitus Hulevesien keräilykaivojen sijoittaminen 32 6 TEKNISET RATKAISUT HULEVESIEN HALLINNASSA Verkoston sisäiset ratkaisut Hulevesiverkon muutokset Hulevesien keräilykaivot Ylivuoto- ja virtauksensäätökaivot Verkoston ulkoiset ratkaisut Katurakenteet Viivytysrakenteet Huleveden pumppaus 40
5 6.3 Teknisten hallintamenetelmien soveltuvuus 41 7 LUONNONMUKAISEN HALLINNAN MENETELMÄT Huleveden määrän vähentäminen Läpäisevät päällysteet Viherkatot Imeytysmenetelmät Huleveden johtaminen Huleveden viivyttäminen 51 8 KOHDEALUE I: KESKUSTA Ongelmat kohdealueella Ongelmat yleisesti Yksittäiset ongelmakohteet Hulevesien hallinnan kehittäminen Kesällä 2008 suoritetut toimenpiteet Ehdotukset hulevesien hallinnan kehittämiseksi 58 9 KOHDEALUE 2: PUISTOKATU Ongelmat kohdealueella Soininpolku Ehdotukset hulevesien hallinnan kehittämiseksi YHTEENVETO KOHDEALUEISTA KESÄN 2008 SADE- JA PINNANKORKEUSMITTAUKSET Sademäärän mittaustulokset Pinnankorkeuden mittaustulokset Yhteenveto mittaustuloksista YHTEENVETO 87 LÄHTEET 90 LIITTEET 94
6 1 JOHDANTO Ilmastonmuutos ja kaupungistuminen luovat tulevaisuudessa uusia haasteita kaupunkien vesihuollolle ja kunnallistekniikalle. Merkkejä ilmastonmuutoksen vaikutuksista on ollut jo huomattavissa viime vuosien aikana. Talvet ovat muuttuneet leudommiksi ja kesäiset sateet ovat aikaisempaa rankempia ja yleisempiä. Kesäisten rankkasateiden yleistyminen aiheuttaa ongelmia tiiviisti rakennettujen kaupunkien keskustoissa, jotka koostuvat pääosin suurista pinnoitetuista maa-alueista. Ilmastonmuutosta suurempi vaikutus hulevesitulvien muodostumiseen on pinnoitettujen maa-alueiden lisääntyminen kaupungeissa, koska tämä kasvattaa merkittävästi muodostuvien hulevesien määrää. Hulevedet muodostuvat sadevedestä ja lumien sulamisvedestä. Hulevesiviemäriin virtaavan sadeveden määrä riippuu sateen rankkuudesta, sen kestoajasta, maaperän kaltevuudesta, maaperän veden pidätyskyvystä ja valuma-alueen laajuudesta. Kaikki taivaalta satava vesi ei huuhtoudu suoraan hulevesiverkostoon, vaan osa siitä imeytyy maaperään tai kasvillisuuteen ja valuu edelleen pohjaveteen tai haihtuu ilmaan. Nykyiset hulevesiverkostot eivät kykene vastaamaan kapasiteetillaan ilmastonmuutoksen seurauksena voimistuviin rankkasateisiin ja kaupungistumisen vaikutukseseta muodostuviin aikaisempaa suurempiin hulevesimääriin. Erityisesti kaupunkien keskusta-alueet ovat vaarassa tulvia aikaisempaa rankempien ukkosmyrskyjen aikana. Kaupunkien keskusta-alueet koostuvat normaalisti suurista rakennuksista ja laajoista alueista pinnoitettua alueita, joilla muodostuvat hulevedet johdetaan kaduille tai hulevesiviemäriverkostoon. Viheralueita keskusta-alueilla on vähän ja ne sijaitsevat harvassa. Myös viheralueiden pinta-alat eivät ole riittävän suuria taivaalta satavan veden viivyttämiseen tai imeyttämiseen maaperään. Tulevaisuudessa ilmastonmuutoksen vaikutus sadantaan ja pinnoitettujen maaalueiden lisääntyminen on otettava entistä paremmin huomioon uusia kaupunkialueita suunniteltaessa ja vanhoja alueita saneerattaessa.
7 2 Kouvolan keskusta koostuu suurista kerrostalo- ja liikerakennuksista sekä suurista alueista pinnoitettua pinta-alaa, jotka suosivat kuivatettavien hulevesien nopeaa johtumista kaduille tai hulevesiviemäriin. Tämän seurauksena Kouvolan keskustaan on muodostunut hulevesiongelma. Kaavoituksen ja rakentamisen yhteydessä ei ole riittävästi huomioitu rakennettavien alueiden korkeussuhteita, alueiden luonnollisia vesireittejä tai viheralueiden käyttämistä sateiden vesimäärien hidastamisessa ja imeyttämissä. Tulevaisuudessa ongelmat tulevat lisääntymään, jos ilmastonmuutos kasvattaa rankkasateiden voimakkuuksia huomattavasti. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on selvittää menetelmiä, joilla olisi mahdollista pienentää kesäisten rankkasateiden aiheuttamaa tulvariskiä Kouvolassa. Työ on tehty Kouvolan Veden ja Kouvolan kaupungin Katu- ja puistolaitoksen toimeksiannosta ja se on rajattu kahteen Kouvolasta sijaitsevaan kohdealueeseen, joilla on aikaisempina vuosina todettu tulvimista kesäisten rankkasateiden aikana (kuvio 1). Kuvio 1. Kohdealueet (WebMap Kouvola 2008) Työssä on käsitelty menetelmiä, joilla kohdealueiden hulevesien hallinta voidaan suorittaa nykyistä tehokkaammin. Menetelmät voivat perustua luonnonmukaisiin hallintamenetelmiin tai teknisiin ratkaisuihin, joilla hulevesiviemäriin virtaavan
8 3 veden määrää voidaan rajoittaa tai hulevesiverkostossa jo virtaavaa vettä voidaan hallita paremmin. Lähdemateriaaleina on hyödynnetty ilmastonmuutoksesta ja kaupungistumisen vaikutuksiin liittyvää tutkimustietoa ja julkaisuja sekä hulevesien hallintaan liittyviä raportteja tai ohjeita. Käytännön kokemuksia ja mittaustuloksia on saatu seuraamalla kesän 2008 Kouvolan keskustan sademääriä, sateiden kestoaikoja ja hulevesiverkostossa virtaavan veden pinnankorkeutta.
9 4 2 ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS SADANTAAN KOUVOLASSA Ilmasto ei ole vakio vaan se vaihtelee luonnollisesti eri aika- ja alueskaaloilla. Ilmastonmuutoksen kiihtymisen oletetaan johtuvan ihmisen toiminnan seurauksena kiihtyneestä kasvihuoneilmiöstä, jonka on aiheuttanut ihmiskunnan lisääntyneet kasvihuonekaasupäästöt. Kasvihuonekaasujen määrä ilmakehässä on lisääntynyt ja maapallon lämpötila on alkanut vähitellen nousta. Aikaisempaa lämpimämpi ilmakehä kykenee sitomaan suuremman määrän vesihöyryä, joka kasvattaa ukkosmyrskyjen rankkuutta ja esiintymistiheyksiä. Kaupungistuneessa maailmassa rankkasateiden yleistyminen ja sademäärien kasvu aiheuttaa ongelmia. (Ilmasto.org 2008.) Keskimääräinen vuoden vuotuinen sademäärä Suomessa on noin millimetriä. Kouvolan alueella koko vuoden sademäärä on 678 millimetriä ja keskimääräinen sadanta välillä touko-syyskuu on 314 millimetriä (Ilmatieteen laitos 2007a). Kouvolan voidaan lukea kuuluvan alueisiin, joilla rankkasateita esiintyy suhteellisen yleisesti. Kouvolan lähialueille on osunut useita rankkasateita, jotka ovat päässeet 150 suurimman Suomessa mitatun vuorokausisadannan listalle. (kuvio 2.) (Rankkasateet ja taajamatulvat 2008, 25,29.) Ilmatieteen laitos on mitannut suurimpia vuorokausisadantoja vuosien 1931 ja 2005 välillä, jonka aikana Kymenlaakson alueelle on osunut seitsemän sadetta, joiden sademäärä on ylittänyt vuorokauden aikana 83,1 millimetriä. Neljä mitatuista suurimmista vuorokautisesta sadannasta on tapahtunut Kouvolan lähialueilla, joista kaksi ollut rankkuudeltaan 86,1 96 millimetriä ja yksi on jopa yli 96 millimetriä vuorokaudessa. (kuvio 2.)
10 5 Kuvio 2. Touko-syyskuun keskimääräinen sadesumma ja 150 suurinta mitattua vuorokautista sadetta (Rankkasateet ja taajamatulvat 2008, 25 & 29) Rankkasateet ja taajamatulvat -raportissa on tutkittu ilmastonmuutoksen vaikutuksia Suomen sadannan määrään ja rankkasateiden yleistymiseen ilmastonmuutoksen vaikutuksesta. Raportin perusteella vuoteen 2100 mennessä koko kesän keskimääräinen sademäärä muuttuu Suomessa noin 11 prosenttia. Suurin vuorokautinen sademäärä Kouvolan seudulla tulee kasvamaan touko-syyskuun välisenä aikana noin prosenttia skenaariosta riippuen. (Rankkasateet ja taajamatulvat 2008, )
11 6 Kuvio 3 Suurimman vuorokautisen sademäärä muutos touko-syyskuu, ennusteet A2 (oikealla) ja A1B (vasemmalla) (Rankkasateet ja taajamatulvat 2008, 85) Kuuden tunnin sademäärän muutos Kouvolan alueella on noin kaksin- tai kolminkertainen verrattaessa vuorokauden sademäärän muutokseen (kuvio 4). Vaikka vuorokautinen sademäärä ei kasvaisi merkittävästi, aika, jolloin sademäärä, sataa on lyhyempi eli sateet ovat rankempia. Raportista saatujen arvioiden perusteella voidaan olettaa, että tulevaisuudessa kesäiset rankkasateet tulevat yleistymään Kouvolan seudulla. (Rankkasateet ja taajamatulvat 2008, 86.) Kuvio 4. Kuuden tunnin sademäärän muutos touko-syyskuu (Rankkasateet ja taajamatulvat 2008, 86)
12 7 3 HULEVESIEN HALLINTA 3.1 Hulevesien aiheuttamat ongelmat Vesistöjen kuormitus Hulevesiä on aikaisemmin pidetty ns. puhtaina vesinä, mutta tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet hulevedellä olevan merkitystä vesistöjen kuormittajana. Hulevesi kerää mukaansa pinnoille kertyneitä haitta-aineita, jotka kuormittavat lopullista laskuvesistöä. Hetkelliset haitta-aineiden pitoisuushuiput voivat olla korkeita, koske suuri osa pinnoille kertyneistä aineista irtoaa huleveden mukaan sateen ensi hetkillä. Viemäriin valuvan huleveden haitta-ainepitoisuuteen vaikuttaakin eniten sateen rankkuus ja valuma-alueen koko. Suurin vaikuttava tekijä huleveden laatuun on liikenteen määrä ja tyyppi, jotka aiheutavat suurta laadullista vaihtelua kaupunkien keskusta-, taajama-, liikenne- ja teollisuusalueiden kesken. (Kannala 2001, 19.) Huleveden mukana lähtevät haitta-ainepäästöt aiheutuvat asfaltin pinnalta liuenneista tai irronneista aineista, liikenteen päästöistä, ihmisten ja eläinten jätöksistä tai muista pinnoille joutuneista aineista ja kemikaaleista. Hulevedestä löytyvät haitta-aineet koostuvat pääosin BOD:sta, kiintoaineesta, raskasmetalleista, kemikaaleista, öljy- ja polttoainejäämistä, orgaanisista aineista ja mikro-organismeista. Haitta-aineet aiheuttavat myös muutoksia ph:ssa, sähkönjohtavuudessa ja huleveden sameudessa. Vaikka kemikaalien pitoisuudet voivat olla pieniä, mutta pienilläkin pitoisuuksilla voi olla erittäin haitallisia tuhoisia vaikutuksia ympäristöön. (Kannala 2001, 20.) Hulevesiä ei normaalisti puhdisteta ennen purkuvesistöön johtamista, mutta puhdistumista kuitenkin tapahtuu luonnon omilla menetelmillä hulevesien virratessa ojissa ja vesistöissä. Vedessä elävät mikrobit hajottavat biologisesti haitta-aineita, myös vesikasvit osallistuvat puhdistamiseen hyödyntämällä vedestä löytyviä ravinteita. Hitaassa virtauksessa kiinto- ja haitta-aineet laskeutuvat ojien pohjille ja
13 8 sitoutuvat ajan kuluessa sedimenttiin. Hulevesiä on myös mahdollista käsitellä puhtaammaksi teknisillä ratkaisuilla, jotka perustuvat erilaisiin erottelu-, suodatustai laskeutusmenetelmiin. Menetelmät ovat, joko ihmisen hyödyntämiä luonnonmukaisia puhdistusmenetelmiä tai erityisesti puhdistusta varten rakennettuja teknisiä ratkaisuja. (Kannala 2001, 23.) Hulevesitulvat Kaupungistuminen muuttaa veden normaalia hydrologista kiertosykliä, koska suuri osa hulevedestä ohjautuu viemäriverkostoon haihtumisen tai maaperään imeytymisen sijasta (kuvio 5). Kasvanut virtaus aiheuttaa tulvimista myös hulevesiverkoston ulkopuolisissa osissa. Aikaisempaa suuremmat hulevesimäärät aiheuttavat tulvimista ja lisäävät eroosiota viemäriverkoston lisäksi myös verkoston ulkopuolisissa ojaosuuskunnissa. Hulevesien pois johtamisella on vaikutusta myös maaperän luonnolliseen vesitaseeseen. Imeytymisen väheneminen heikentää pohjaveden muodostumista ja voi aiheuttaa pohjaveden pinnan laskua. (Karttunen 2003, ) Kuvio 5. Rakentamisen vaikutus hulevesien hydrologiaan (Hyöty, Lehtikangas, & Meriluoto 2005, 15)
14 9 Olemassa olevien hulevesiverkostojen mitoitus ei ole riittävä aikaisempaa suurempien hulevesimassojen hallintaan. Myös suositukset uusien viemärilinjojen mitoituksista käytettävistä mitoitussateista ovat nykyisin liian pieniä. Rankkasateiden vesimassat aiheuttavat hulevesijärjestelmien ylikuormittumisen ja aiheuttavat kaupunkitulvia. Hallintajärjestelmiä suunniteltaessa on ollut puute kokonaisuuden hallinnasta, jossa rankkasateiden vaikutukset olisi huomioitua. Järjestelmien suunnittelussa ei ole keskitytty hallintaan yhtenä kokonaisuutena, vaan hulevesistä aiheutuneet ongelmat on ratkaistu tapauskohtaisesti. (Rankkasateet ja taajamatulvat 2008, 9-10) Porin kaupunkitulva elokuussa 2007 on hyvä esimerkki rankkasateiden aiheuttamasta laajasta tulvasta kaupunkiympäristössä. Porin yhden päivän sademäärä oli tällöin enemmän kuin normaalisti koko elokuun vuotuinen sademäärä. Suurin mitattu sademäärä oli 80 millimetriä, keskimääräisen kuukauden sademäärän ollessa alueella noin millimetriä (Ilmatieteen laitos 2008). Lyhyellä aikavälillä muodostuneet suuret hulevesimassat aiheuttivat vakavaa tulvimista kaupunkialueilla (kuvio 6). Kuvio 6. Kaupunkitulva Porissa (Sammalkorpi 2008)
15 Hulevesien hallinnan nykytila ja kehitys Hulevesien huomioiminen kaupunkisuunnittelussa on kehittynyt viimeisen sadan vuoden aikana huomattavasti. Hulevesiä ei ole vielä Suomessa nähty niin suurena ongelmana, että kaupunki- tai taajama-alueita olisi yleisesti suunniteltu erityisesti hulevesien hallinnan näkökulmasta. Hulevesien hallinta on Suomessa perinteisesti perustunut hulevesien johtamiseen viemäriverkostolla pois kuivatettavilta alueilta. Pelkällä viemäriverkostolla ei ole mahdollista varautua rankimpien sateiden aiheuttamiin hulevesivirtaamiin, joten hulevesien hallinnan tehostamiseksi olisi otettava myös muita hulevesien hallintamenetelmiä. Hallinnan tehostamisessa voidaan käyttää luonnonmukaisia hulevesien hallinnan menetelmiä tai teknisiä ratkaisuja. Parhain tulos saadaan käyttämällä samanaikaisesti useita eri hulevesien hallintamenetelmiä. Uusien alueiden hulevesien hallinnassa tärkein painopiste on kaavoituksessa ja maankäytön suunnittelussa. Hulevesien hallinnan kehitys kaupunkisuunnittelussa koostuu kuudesta tasosta (taulukko 1), joissa jokaisessa hulevedet huomioidaan hieman aikaisempaa tasoa paremmin. Lähtötasona eli nollatasona on hulevesien täydellinen huomiotta jättäminen, jolloin hulevedet virtaavat pinnoilla tai ojissa ja imeytyvät maaperään. Alhaisin eli ensimmäinen taso hulevesien hallinnassa on sekaviemäröinti, jolla hulevedet poistetaan kuivatettavilta valuma-alueilta. (Gump 2008.) Korkeimmalla tasolla hulevesien johtaminen viemäriverkostoon on poistunut ja hulevedet ohjataan pois valuma-alueilta luonnollisia painaumia tai vesistöjä pitkin. Hallinnassa on keskitytty hulevesien määrän vähentämiseen imeyttämällä sekä laadun parantamiseen. Korkeimmalla tasolla alueiden suunnittelussa huomioidaan kaiken muun lisäksi myös rankkasateiden aiheuttamat tulvat. Suomi on vielä alhaisella tasolla hulevesien hallinnassa, mutta muualla maailmassa hulevedet on jo otettu osaksi kokonaisvaltaista kaupunkisuunnittelua. (Gumb 2007.)
16 11 Taulukko 1. Huleveden hallinnan tasot, esimerkkikuvat liitteessä 1 (Gumb 2007) Nollataso Valuma-alueilla muodostuvat hulevedet virtaavat pinnoilla ja ojissa. Ei viemäriverkostoa. I Valuma-alueilla muodostuvan huleveden määrään tai laatuun ei kiinnitetä huomiota. Hulevedet poistetaan kuivattavilta alueilta sekaviemäriin, jolla ne johdetaan jäteveden mukana puhdistamolle. II III IV V VI Hulevedet johdetaan erilliseen hulevesiviemäriin. Huleveden määrään tai laatuun ei edelleenkään kiinnitetä huomiota. Suunnittelussa huomioidaan suurista hulevesimääristä aiheutuvat ongelmat ja hulevesitulvia pyritään ehkäisemään viivytysratkaisuilla. Hulevesien kokonaisvaltainen määrän tai laadun huomioiminen puuttuu edelleen. Suomi on hulevesien hallinnassa vielä osittain tällä tasolla, mutta kehitys kulkee kohti seuraavaa tasoa. Valuma-alueilla muodostuvien hulevesien määrä ja laatu huomioidaan käyttämällä hallinnassa luonnonmukaisia menetelmiä. Valuma-alueilta hulevedet poistetaan viemäriverkostolla, mutta verkoston ulkopuolella johtaminen tapahtuu luonnollisilla vesiväylillä. Hulevedet ovat osa kaupunkisuunnittelua. Erillinen hulevesiviemäri on poistunut ja hulevesien johtamisessa käytetään viherpainanteita ja luonnollisia vesiväyliä. Valuma-alueilla muodostuvan huleveden määrää vähennetään ja laatua parannetaan. Viheralueet ovat tärkeä osa hallinnan suunnittelussa. Hulevesien hallinnan paras taso, jossa hulevedet ovat täydellisesti osa kaupunkisuunnittelua. Hulevesien määrää ja laatua hallintaan tason V tavoin. Rankkasateiden suuret vesimassat huomioidaan muita tasoja paremmin ja vesimassojen tasaamisessa käytetään vesistöjä.
17 Vastuu hulevesien hallinnasta Vastuu hulevesien hallinnasta on normaalisti jaettu kunnan teknisen yksikön ja vesihuoltolaitoksen kesken. Kunnan tekninen yksikkö vastaa maanpäällisten rakenteiden suunnittelusta, rakentamisesta ja kunnossapidosta. Maanpäällisten rakenteiden lisäksi tekninen yksikkö vastaa hulevesien kuivatukseen kaduilta tarkoitettujen keräilykaivojen ja niiden purkuputkien kunnossapidosta hulevesiverkoston tarkastuskaivoon saakka. Vesihuoltolaitos vastaa maanalaisen hulevesiverkoston runkoputkien suunnittelusta, rakentamisesta ja kunnossapidosta. (Hulevesityöryhmä 2007, Liite 1.) Kuvio 7. Vastuunjako ongelmatilanteissa (Lonka & Nikula 2008, 11) Yhteistyö hulevesien hallintaan liittyvässä toiminnassa ja suunnitelmien teossa ei aina toimi parhaalla mahdollisella tavalla. Erityisesti vastuun jakaminen ongelmatilanteissa on vaikeaa, koska vastuu jakautuu useiden kaupungissa toimivien osastojen ja viranomaisten kesken (kuvio 7). Hulevesienhallinta tulee tulevaisuudessa
18 13 kehittymään suuntaan, jossa hulevesipalvelusta kokonaisuutena vastaa keskitetysti joko kunta tai vesihuoltolaitos. Keskitetyssä vastuumallissa hulevesien hallinnan suunnittelu on helpompi toteuttaa ja vastuun jako ongelmatapauksissa on selkeämpää Hulevesityöryhmän esitys hulevesien kokonaisvastuun keskittämisestä Hulevesityöryhmä on Hulevesien hallinta -raportissa käsitellyt teoreettisia malleja, joissa kokonaisvastuu hulevesistä on keskitetty joka kunnan tai vesihuoltolaitoksen vastuulle. Seuraavissa kappaleissa esitellään lyhyesti Hulevesityöryhmän esittämät teoreettiset mallit hulevesien kokonaisvastuun keskittämisestä. (Hulevesityöryhmä 2007, 8 12) Malli 1: Kunta vastaa Koska hulevesien kuivatusvesiä syntyy sateiden vaikutuksesta kaikkialla, hulevesipalvelu voidaan lukea luoteeltaan julkiseksi palveluksi. Julkisena palveluna järjestetyssä mallissa hulevesipalvelusta vastaisi kunta asemakaava-alueellaan. Asemakaavan ulkopuolisille alueille hulevesipalveluita voitaisiin tarjota erillisellä päätöksellä. Muissa tapauksissa kiinteistöjen omistajien olisi vastattava hulevesien hallinnasta asemakaavan ulkopuolisilla alueilla. Hulevesien hallinnan suunnittelu tehostuisi, kun vastuu kokonaisuudesta olisi keskitetty. Katujen ja yleisten alueiden suunnittelussa hulevesien hallinta olisi mahdollista huomioida paremmin. Myös hulevesistä aiheutuneissa ongelmatilanteissa vastuunjako olisi selkeämpää, koska kokonaisvastuu hulevesistä olisi samassa yksikössä. (Hulevesityöryhmä 2007, 8 10.) Kunta voisi organisoida hulevesipalvelun keskitetysti kunnan sisällä yhden yksikön alaisuuteen, esimerkiksi katuyksikölle, tai hulevesipalvelu eriytetään omaksi yksikökseen. Osa palvelun toiminnasta olisi mahdollista ostaa muilta kunnan yk-
19 14 siköiltä. Vesihuoltolaitokselta olisi mahdollista ostaa hulevesiverkoston ylläpitoon liittyviä palveluita. (Hulevesityöryhmä 2007, 8 10.) Malli 2: Vesilaitos vastaa Kunta ja vesihuoltolaitos voivat sopia hulevesipalvelun siirtämisestä kokonaisuudessaan vesihuoltolaitoksen vastuulle. Muutos vesihuoltolaitoksen vastuulle olisi helpompi suorittaa kuin täysin julkisena palveluna toteutettavaan malliin. Vastuulle siirtyisi, nykyisten toimintojen lisäksi, myös vastuu katujen ja yleisten alueiden hulevesien hallinnasta ja hallinnan suunnittelusta. Vesihuoltolaitos vastaisi kunnan asemakaava-alueen hulevesipalveluista, mutta palveluja olisi mahdollista tarjota myös asemakaavan ulkopuolella. (Hulevesityöryhmä 2007, ) Kunnan olisi kaavoitukseen ja maankäyttöön liittyvässä päätöksenteossa otettava huomioon vesihuoltolaitoksen näkemykset. Vesihuoltolaitoksella tulisi olla mahdollisuus vaikuttaa hulevesienhallintaan liittyvissä kysymyksissä. Erityisesti yleisiä alueita hyödyntävien luonnonmukaisten hallintamenetelmien käyttäminen vaatisi vesihuoltolaitokselta tiivistä yhteistyötä kunnan teknisen yksikön ja viheralueista vastaavaan yksikön kanssa. Jos vesihuoltolaitoksella ei olisi menetelmien suunnitteluun soveltuvaa osaamista, vaadittava osaaminen olisi hankittava laitokseen tai tarvittavat palvelut olisi ostettava kunnalta tai aliurakoitsijoilta. (Hulevesityöryhmä 2007, ) Hulevesijärjestelmän rahoittaminen Hulevesimaksu käsitetään yleisesti maksuna, jota peritään jätevesiviemäriin johdetusta hulevedestä, mutta hulevesimaksua voidaan myös periä hulevesiverkostoon johdetusta vedestä. Hulevesipalvelusta aiheutuneet kustannukset kunta ja vesilaitos voisivat kattaa perimällä hulevesimaksua. Kunnan perimä hulevesimaksu alentaisi vesihuoltolaitoksen jätevedestä perimää maksua. Kunnan perimä hulevesimaksu ei olisi voittoa tuottavaa toimintaa, vaan maksusta saadut tuotot olisi
20 15 käytettävä hulevesipalvelujen ylläpitoon ja kehittämiseen. 2007, 8 10.) (Hulevesityöryhmä Hulevesistä vastaavalle voidaan säätää oikeus periä hulevesimaksua kaikilta asemakaavan alueelle sijaitsevilta kiinteistöiltä, myös hulevesiverkostoon liittymättömiltä kiinteistöiltä. Vesihuoltolain (2001/119) pykälän 19. säännös antaa vesihuollosta vastaavalle laitokselle oikeuden kerätä hulevesien hallintaan liittyvää hulevesimaksua, jolla rahoitetaan hulevesiverkoston ylläpito ja kehittäminen. Hulevesimaksua voidaan periä perusmaksuna ja maksuna liittymisestä kunnalliseen hulevesiverkostoon. Hulevesimaksua voidaan periä myös hulevesiverkostoon kuulumattomilta tonteilta, koska myös ne hyötyvät hulevesijärjestelmästä. Maksu perustuu nykyisin pääosin tontin rakennettuun kerrosalaan tai käyttötarkoitukseen, mutta myös muita malleja on käytössä. Hulevesien hallinnan organisointia tutkinut Hulevesityöryhmä on selvityksessään esittänyt hulevesimaksun perusteiden kehittämistä tulevassa lainsäädännössä. Se on esittänyt hulevesimaksun muuttamista tontin kokoon ja käyttötarkoitukseen perustuvaksi. (Hulevesityöryhmä, 6,13) Hulevesiverkosto on tarkoitettu yksityisten kiinteistöjen lisäksi myös kunnan omistamien katujen ja yleisten alueiden kuivatukseen, koska vain suurimmat yksityiset kiinteistöt tai rakennukset ovat normaalisti liittyneet hulevesiverkostoon. Suuri osa hulevesiverkostossa virtaavasta hulevedestä tulee yleisiltä alueilta tai kaduilta. Kunnalta ei normaalisti peritä maksua hulevesistä, jotka virtaavat verkostoon sen omistamilta alueilta. Tulevaisuudessa hulevesimaksua pitäisi kehittää suuntaan, jossa huomioidaan myös kunta hulevesiverkoston käyttäjänä ja siten myös osallisena järjestelmän rahoittamisessa, koska katujen ja yleisten alueiden kuivattaminen on rinnastettavissa kiinteistöjen hulevesien kuivatukseen. Hulevesimaksu on nykyisin käytössä harvassa hulevesistä huolehtivassa laitoksessa, hulevesiverkoston rahoitus saadaan normaalisti jätevesimaksun avulla. Hulevesiverkostoon liittymisestä laskutettiin vuonna 2006 noin 40 vesilaitoksessa ja erillinen hulevesimaksu oli käytössä noin 15 vesihuoltolaitoksessa (Hulevesityö-
21 16 ryhmä 2007, 6). Kouvolassa ei ole vielä käytössä erillistä hulevesimaksua, mutta tulevaisuudessa hulevesijärjestelmän rahoitus on tarkoitus toteuttaa erillisellä hulevesimaksulla. Esimerkki 1: Tampereen Veden hulevesimaksu Tampereen Vedessä on tutkittu teoreettisella tasolla hulevesiverkoston liittymismaksua ja verkoston käyttömaksun suuruutta sekä laskutusperusteita. Maksun suuruus perustuisi kiinteistön tyyppiin ja tontin pinta-alaan. Eri kiinteistötyypeillä maksun suuruus perustuisi tontin käyttötarkoitukseen ja oletettavissa olevaan huleveden virtauksen suuruuteen (Väliharju 2006). Liittymismaksu lasketaan seuraavalla kaavalla (Väliharju 2006): Liittymism aksu = k * A* Y L jossa: k = kiinteistötyypin mukainen kerroin A = tontin pinta-ala m 2 Y L = liittymismaksun yksikköhinta ( /m 2 ) Käyttömaksu lasketaan kaavalla (Väliharju 2006): Käyttömaks u = k * A* Y k jossa: k = kiinteistötyypin mukainen kerroin A = tontin pinta-ala m 2 Y k = käyttömaksun yksikköhinta ( /m 2 ) Omakotitalon alueelta virtaavan huleveden määrä on pienempi kuin vastaavalta kerrostalon alalta. Näin olleen omakotitalolta perittävä maksu olisi pienempi kuin
22 17 kerrostalon. Omakotitalolle, jonka pinta-ala on noin 700 neliömetriä, liittymismaksuun suuruudeksi Tampereen Vesi arvioi noin euroa ja käyttömaksun suuruudeksi noin euroa/vuosi. Kerrostalon liittymismaksun suuruudeksi arvioitiin noin euroa ja käyttömaksun suuruudeksi euroa/vuosi. (Väliharju 2006.) Esimerkki 2: Porin Veden hulevesimaksu Myös Porin Vesi perii hulevesiviemärin käytöstä maksua kaikilta kiinteistöiltä, jotka sijaitsevat hulevesiviemärin toimialueella perusteena käytetään kiinteistön pinta-alaa (taulukko 2). Erillistä hulevesiviemäriin liittymismaksua ei kuitenkaan Tampereen Veden tavoin peritä. Maksua peritään katsomatta tontin käyttötarkoitusta tai sen pintamateriaalien koostumusta ja se peritään kaikilta hulevesiviemärin toiminta alueella olevilta kiinteistöiltä. (Porin Vesi 2008.) Taulukko 2. Porin Veden hulevesimaksu vuonna 2008 (Porin Vesi 2008) Tontin koko m 2 Hulevesimaksu ( /vuosi) Veroton hinta Hinta sis. alv. 22 % Alle ,00 24, ,00 151, ,00 451, , , tai yli 1230, ,40
23 18 4 KAAVOITUS HULEVESIEN HALLINNASSA Tärkein menetelmä uusien alueiden hulevesien hallinnassa on kaavoitus. Kaavoituksessa tulisi keskittyä hulevesien hallintaan kokonaisuutena osavaluma-alueiden hallinnan sijasta. Myös vanhojen jo kaavoitettujen ja rakennettujen alueiden kaavoitusten päivityksillä voidaan vaikuttaa alueilla, joissa uudis- tai korjausrakentaminen on vielä mahdollista. Uusia alueita kaavoitettaessa rakentamiseen parhaiten soveltuvimmat alueet on jo saatettu rakentaa ja rakentamisessa joudutaan tyytymään alueisiin, jotka soveltuvat käytettäviksi rakentamisessa aikaisempaa huonommin. Alueet voivat sijoittua paikkoihin, joilla tulvimisriski on huomioita rakennuspaikkojen valintaa suoritettaessa. Rakentamisen ja ilmastonmuutoksen seurauksena aikaisemmin turvallinen alue on voinut muuttua alueeksi, jolla tulvariski on suuri. (Lonka & Nikula 2000, ) Huomioimalla koko kaavoitettavan alueen ominaisuudet ja valuma-alueilla muodostuvat hulevedet voidaan tunnistaa tulvimiselle alttiiden alueiden muodostuminen sekä keinot, joilla mahdollisia ongelmia voidaan ehkäistä. Hulevesien vaikutukset ympäristöön ja alueella sijaitseviin rakenteisiin tulisi mahdollista huomioida jo kaavoitusta ja maankäyttöä suunniteltaessa. Jälkikäteen asennettavilla hulevesien hallintamenetelmillä ei ole mahdollista saavuttaa yhtä hyvää tulosta kuin suunnitteluvaiheessa tehdyillä ratkaisuilla. Kaavoitusta ja maankäyttöä suunniteltaessa on tärkeää, että kaikki hulevesien hallintaa liittyvät osapuolet osallistuvat suunnitteluprosessiin. Kaavoituksen, kunnan teknisen yksikön, vesihuoltolaitoksen ja ympäristöviranomaisen tulisi tuoda esiin näkemyksensä maankäytön ja hulevesien hallintamenetelmien suunnittelussa (Hulevesityöryhmä 2007, 7).
24 Hulevesien hallinnan yleissuunnitelma Laatimalla hulevesien hallinnan yleissuunnitelma (kuvio 8) saadaan kokonaiskuva hulevesien hallinnan vaatimuksista ja sen nykytilasta. Suunnitelman tulisi perustua tarkastelun kohteena olevan alueen olemassa olevaan tietoon ja niitä mahdollisesti täydentävään tiedonkeruuseen. Tietojen kokoamisessa olisi tärkeää keskittyä perustietoihin, joista valuma-alueiden ominaisuuksista ja käytössä olevan hulevesijärjestelmän ominaisuuksista voidaan hahmottaa käytössä olevan hulevesijärjestelmän kapasiteetin rajoitukset. Koottujen tietojen perusteella laaditaan hulevesisuunnitelma, jossa määritellään hulevesien hallinnan kehittämissuunnitelma, vastuut järjestelmien käytöstä ja ylläpidosta sekä määritellään kuinka järjestämä rahoitetaan. Hulevesisuunnitelma parantaa hulevesistä vastaavien tahojen yhteistyötä ja hulevesiin liittyvän informaation saatavuutta. (Lonka & Nikula 2008, ) Kuvio 8. Hulevesien hallinnan yleissuunnitelma (Lonka & Nikula 2008, 50)
25 Ohjauskeinot kaavoituksessa Yleis- ja asemakaavaa laadittaessa kaavoihin voidaan sisällyttää ohjauskeinoja, joiden perusteella kaava-alueen hulevedet hallitaan ja huomioidaan rakennettavilla kiinteistöillä. Kuviossa 9 on esitetty eri ohjauskeinojen vaikutusalueet hulevesien hallinnassa. Kaavoituksessa annetuilla rakennus- tai muilla määräyksillä voidaan antaa rajoituksia ja suosituksia, joita alueelle rakennettavien kiinteistöjen on noudatettava. Määräykset voivat sisältää vaatimuksia kiinteistön alueelta virtaavien hulevesien määrän ja laadun hallitsemisessa. Kaavoituksessa on myös huomioitava hulevesien hallintaan liittyvien rakenteiden tilanvaatimus ja tarvittaessa kunta voi Maankäyttö- ja rakennuslain (1999/132) pykälän 99. perusteella lunastaa käyttöönsä tulvasuojeluun liittyviä alueita. (Lonka & Nikula ) Kuvio 9. Ohjauskeinot hulevesien hallinnassa (Lonka & Nikula ) Yleiskaavassa laaditaan yleissuunnitelmat maankäytöstä, jotka perustuvat kaavoitettavasta alueesta tehtyihin tutkimuksiin tai selvityksiin, joista voidaan hahmottaa hulevesien hallinnalle vaadittava taso ja mahdolliset tulvariskit alueella. Yleiskaavassa voidaan laatia hulevesien hallintasuunnitelma, jossa määritellään hulevesien hallinnan periaatteet, hulevesien luonnolliset valumareitit, alueellisten menetelmi-
26 21 en tilantarve ja sijoittuminen sekä varmistetaan kaavamääräyksin tai ohjein ohjausvaikutus asemakaavaa varten. Yleiskaavassa on mahdollisuus osoittaa alueita, joiden rakentamista rajoitetaan normaalia suuremman tulvariskin takia. (Hulevesityöryhmä 2007, 3 4.) Asemakaavassa määritellään yksityiskohtaisesti alueen käytöstä ja soveltuvuudesta rakennettavaksi. Kaavassa osoitetaan alueelle tulevien rakenteiden sijoittuminen, koko ja käyttötarkoitus, joita rakentaessa on noudatettava. Asemakaavoituksen yhteydessä tehtävässä suunnitelmissa ratkaistaan hulevesien hallintaan vaikuttavat menetelmät, rakenteelliset ratkaisut sekä niiden mitoitus ja sijoittuminen. Asemakaavassa on mahdollista asettaa määräyksiä, joita alueelle rakennettavien rakenteiden on noudatettava. Määräyksiä on mahdollista antaa jopa tonttikohtaisesti. Määräykset voivat käsittää menetelmät, joilla tonttien hulevesiä tulee hallita. (Hulevesityöryhmä 2007, 4 5.) Rakennusjärjestyksessä, tontinluovutusasiakirjoissa ja maankäyttösopimuksissa voidaan myös antaa määräyksiä menetelmistä, joita kiinteistöillä on noudatettava hulevesien hallinnassa ja rakentamisessa. Määräyksissä voidaan antaa rajoituksia kiinteistön alueelta hulevesiverkostoon johdettavan huleveden määrästä ja laadusta sekä menetelmistä, joilla hulevesiä tulee hallita, esimerkiksi viherkattojen ja läpäisevien pinnoitteiden käyttäminen. (Hulevesityöryhmä 2007, 4-5.) Rakenteille olisi mahdollista asettaa rajoituksia ja määräyksiä, jotka perustuvat mm. D1 Rakentamismääräyskokoelman luvun 5.4 määräyksiin hulevesilaitteistojen mitoituksesta. Määräyksistä löytyvän lauseen Sadevesilaitteisto on mitoitettava siten, että viemäriin johdettava mitoitussadetta vastaava virtaama ei aiheuta viemärin tulvimista perusteella voidaan todeta, että on mahdollista asettaa rajoituksia hulevesiviemäriin kiinteistöiltä johdettavan huleveden määrään, erityisesti suurien kiinteistöjen osalta (D1 Suomen Rakentamismääräyskokoelma 2007).
27 22 Hulevesityöryhmä on esittänyt seuraavia määräyksiä ja merkintöjä sovellettaviksi kaavoituksessa: aluevaraukset hulevesien pidättämiseksi ja imeyttämiseksi aluevaraukset läpäiseville pinnoitteille tulvareittien merkintä katujen ja muihin yleisiin alueisiin liittyvät viherpainanteet tontti- tai korttelikohtainen määräys hulevesien pidättämisestä tai imeyttämisestä (Hulevesityöryhmä 2007, 4). 4.3 Hulevesien huomioiminen kaavoituksessa Maaston muotojen huomioiminen Maaston muodot määräävät vedenjakajan, valuma-alueiden rajat, luonnolliset vesireitit sekä alueet, joille vesi kerääntyy sateiden jälkeen. Viheralueiden ja pinnoitettujen alueiden keskinäinen suhde määrittelee, kuinka paljon alueella tapahtuu pintavaluntaa. Maaston liiallista muokkaamista tulisi välttää, koska se vaikuttaa alueen luonnolliseen hydrologiaan. Pinnanmuotojen tai pintakerroksen muokkaaminen voi aiheuttaa alueelta virtaavien hulevesien virtausnopeuden kasvua, lisäten samalla eroosiota ja pintavaluntaa. Kaavoituksessa voidaan asettaa määräyksiä, joissa hulevesien luonnolliset kulkureitit huomioidaan, koska vesi todennäköisesti seuraa maaston muotoja tai valuma-alueita myös rakentamisen jälkeen. Muovaamalla hulevesien valumareitit seuraamaan luonnon omia vesireittejä hulevesien hallinta voidaan suorittaa keinotekoisia rakenteita tehokkaammin.
28 23 Viheralueiden ja vesistöjen huomioiminen Hulevesien hallintaa voidaan tehostaa minimoimalla pinnoitettujen maa-alueiden määrä ja maksimoimalla viheralueiden määrä. Näin vähennetään valuma-alueilta virtaavien hulevesien nopeutta ja määrää. Luonnollisten hallintamenetelmien huomioiminen uusien alueiden kaavoitussuunnitelmia tehdessä auttaa maksimoimaan käytössä olevien viheralueiden ja vesistöjen hallintakapasiteetin. Kaavassa annetuilla määräyksillä voidaan ohjeistaa kiinteistöjen alueilla käytettävien pintamateriaalien käytöstä. Viheralueet ja vesistöt soveltuvat luonnonmukaisten hallintamenetelmien alustoiksi. Niitä voidaan käyttää hulevesien virtaushuippujen tasaamisessa, huleveden laadun parantamisessa sekä rankkasateiden aikaisina tulvareitteinä. Käytettävien alueiden muokkaus ei ole välttämätöntä, mutta alueiden käsittelykapasiteetin rajallisuus tulee kuitenkin huomioida suunnitelmia tehdessä. Kapasiteettia voidaan kasvattaa muokkaamalla alueita luonnonmukaisten hallintamenetelmien suunnitteluohjeita noudattaen. Tulvareitit Rankkasateisiin voidaan varautua asemakaavan yhteydessä määriteltävien tulvareittien avulla. Hulevesiverkoston kapasiteetin ylittävät vesimassat ohjataan tulvareiteillä hallitusti alueille, joissa niiden hallinta suoritetaan tehokkaasti loppuun. Kaavoituksessa tulvareitit on huomioitava niiden käyttämän tilan osalta. Tulvareittien on suositeltavaa perustua hulevesien luontaisiin valumareitteihin tai painaumiin. Ensisijaisena tulvareittinä tulisi suosia tulvimista kestäviä rakenteita, kuten painanteita, ojia, katuja tai viheralueita. (Hulevesityöryhmä 2007, 3.)
29 24 Alueiden priorisointi Tulvimisesta aiheutuvia vahinkoja voidaan ehkäistä priorisoimalla eri alueita keskenään. Alueiden, joille tulviminen on erityisen haitallista, hulevedet on johdettava pois mahdollisimman tehokkaasti ja vesimassat ohjataan alueille, joilla hallinta voidaan suorittaa turvallisesti loppuun. Hallinnassa käytettävien alueiden ominaisuudet tulee selvittää tarkasti, muuten ongelma vain siirretään alueelta toiselle. Alueita, joiden tulviminen ei ole haitallista, voidaan käyttää hulevesien tilapäisinä varastoina. Hallittua tulvimista voidaan käyttää erityisesti vähän käytössä olevilla paikoitusalueilla tai muilla vähän käytetyillä alueilla, joiden tulviminen ei ole haitallista. Alueelle varastoituneet hulevedet alueilla ja valuvat hitaasti hulevesiverkostoon tai maaperään. Läpäiseviä pinnoitteita käyttämällä voidaan tehostaa vesimassojen imeytymistä maaperään.
30 25 5 HULEVESIEN HALLINTA VIEMÄRIVERKOSTOLLA 5.1 Viemäriverkosto: sekaviemäröinti ja erillisviemäröinti Yleisimmin käytetty menetelmä hulevesien hallinnassa on kuivatettavien alueiden hulevesien pois johtaminen hulevesiverkostolla, joka on toteutettu seka- tai erillisviemäröintinä. Verkoston oikea mitoitus on tärkeää hallinnan toimivuuden kannalta. Oikealla mitoituksella tarjotaan riittävä kapasiteetti hulevesien johtamiseen myös harvoin esiintyvien rankkasateiden osalta. Erittäin rankkoja sateita varten hulevesiverkostoa ei ole järkevää tai taloudellista mitoittaa, koska erittäin rankkasateiden toistuvuusajat lasketaan kymmenissä vuosissa. Kuvio 10. Viemäröinti tyypit: vasemmalla sekaviemäröinti, oikealla erillisviemäröinti (Gumb 2008) Sekaviemäröinnissä kaikki yhdyskunnasta tulevat jäte- ja hulevedet kerätään yhteiseen viemäriin pois johdettaviksi (kuvio 10). Vanhoissa tai tiheästi rakennetuissa kaupunginosissa tämä on ollut yleinen viemäröintijärjestelmä. Sekaviemäröinnistä kuitenkin pyritään siirtymään erillisviemäröintiin, koska se kuormittaa vähemmän jätevedenpuhdistamoa ja hulevesien hallinta kyetään suorittamaan paremmin. Jäteveden sekaan johdettavat hulevedet laimentavat ja viilentävät viemäriverkossa virtaavaa vettä, mikä heikentää jätevedenpuhdistamolla puhdistusprosessien tehokkuutta. (Karttunen 2004, )
31 26 Erityisesti rankkasateet voivat aiheuttaa ongelmia puhdistuslaitoksen toiminnalle sekaviemäröinnissä. Jätevedenpuhdistamolle tulevan vesien määrien äkillinen kasvu rankkasateiden aikaan saattaa aiheuttaa puhdistamon kapasiteetin ylittymiseen, jonka seurauksena joudutaan turvautumaan ohivirtaukseen. Ohivirtauksessa viemäristä tulevaa jätevettä johdetaan suoraan puhdistamon ohi ilman puhdistamista purkuvesistöön. Viemäriverkoston kapasiteetin ylittyminen saattaa myös aiheuttaa jäteveden tulvimista kiinteistöihin. (Karttunen 2004, ) Erillisviemäröinnissä jäte- ja hulevedet ohjataan omiin viemäriverkostoihinsa (kuvio 10). Hulevesien hallinta on erillisviemäröinnissä parempaa verrattaessa sekaviemäröintiin. Hulevedet ovat ns. puhtaita vesiä, ja niitä ei ole välttämätöntä käsitellä ennen johtamista purkuvesistöön. Hulevesiä voidaan ohjata viemäriverkoston lisäksi myös suoraan lähialueilta löytyviin avo-ojiin tai muihin vesistöihin, minkä seurauksena hulevesiverkostoa ei ole tarvetta rakentaa yhtä laajaksi kuin jätevesien johtamiseen käytettävää viemäriverkostoa. Harvaan asutuilla alueilla viemäröinniksi riittää normaalista pelkkä jätevesiviemäri, koska hulevedet voidaan johtaa erikseen pois avo-ojia pitkin. Erillisviemäröintiin yhdistettyjen hulevesien käsittely menetelmien avulla on mahdollista parantaa purkuvesistöön johtuvan veden laatua. (Karttunen 2004, ) Vesistöjen kannalta erillisviemäröinti on ympäristöystävällisempi vaihtoehto kuin sekaviemäröinti, koska erillisjärjestelmässä ei ole tarvetta turvautua jätevesien ohivirtaukseen puhdistamolla rankkasateiden aikana. Sekajärjestelmän sisältä löytyvät vuotokohdat tai rakennusvirheet saattavat kuitenkin kasvattaa jätevesiverkostoon joutuvan veden määrän niin suureksi, että jäteveden puhdistamoilla joudutaan turvautumaan ohituksiin. (Karttunen 2004, )
32 Hulevesiverkoston mitoitus Valuma-alueen mitoitus Hulevesiviemäreiden suurin virtaama aiheutuu aina kesäisistä rankkasateista, lumen sulamisesta aiheutuvat virtaamat ovat yleensä huomattavasti pienempiä. Hulevesiverkostot mitoitetaan aina kesäisten sateiden perusteella. Viemäriverkosto on tarpeen mitoittaa rankkasateiden varalta riittävän suureksi, jotta verkoston kapasiteetti ei ylity rankkasateiden aikana. Mitoituksen valitseminen liian suureksi ei ole taloudellisesti järkevää, koska kapasiteetiltaan suuren verkoston rakennuskustannukset voivat nousta hyvin korkeiksi. Virtaama lasketaan huomioimalla mitoitussade ja alueen valuma-alueen koko ja alueen valumiskerroin. (Karttunen 2004, ) Mitoitussateessa huomioidaan sateen rankkuus, kestoaika ja toistuvuus. Mitoitussateen valinta riippuu kohdealueen ominaisuuksista. Pienissä kunnissa ja maaseudulla käytetään yleisesti pienempiä mitoitusarvoja kuin suurempien kaupunkien keskustoissa. Jos kohdealueella sijaitsee rakenteita, joiden tulviminen on erittäin haitallista, tulisi mitoitussateeksi valita huomattavasti normaalia suurempi sade. Erityisesti kaupunkien keskusta-alueiden, jotka koostuvat suurelta osin pinnoitetuista alueista, mitoituksessa tulisi huomioida jo kohtuullistenkin sateiden aiheuttama tulvariski. (Karttunen 2004, 460.) Mitoitussateen kestoajaksi valitaan Suomessa yleisesti minuuttia ja toistuvuudeksi 1 3 vuotta, jonka sademäärä maksimissaan on noin 150 litraa/sekunnissa hehtaarille (Karttunen 2004, ). Euroopanu unionin asettaman EN 752 standardin mukaan kaupungistuneiden alueiden mitoitussateen toistuvuusaikana tulisi käyttää 2 10 vuotta (taulukko 3), joka vastaisi maksimissaan kymmenen minuutin kestoajalla noin 180 litraa/sekunnissa hehtaarille (Tiihonen 2007, 40). Kuviossa 11 on esitetty mitoituksessa käytetyt sateiden rankkuudet ja esiintymistiheydet.
33 28 Taulukko 3. EN 752 standardin mukaiset mitoitussateet (Tiihonen 2007, 40) Mitoitussateen toistuvuus Alue 1 * x vuodessa 1 Maaseutu 2 Taajama-alueet Kaupunkien keskustat, teollisuus ja liikekeskukset, 2 tulvahallinnalla Kaupunkien keskustat, teollisuus ja liikekeskukset, 5 ilman tulvahallintaa 10 Maanalainen rautatie, sillat Kuvio 11. Sateiden rankkuus Suomessa (Karttunen 2004, 461) Valumiskerroin kuvaa valuma-alueen ominaisuuksia. Se ilmaisee valumisen ja sadannan suhdetta, suuri valumiskerroin ilmaisee suuren osan valuma-alueen pinnasta olevan pinnoitettua (taulukko 4).
34 29 Alueelle voidaan laskea osa-alueiden valumiskertoimista kokonaisvalumiskerroin seuraavalla kaavalla (Karttunen 2004, 462): ϕ = ϕ n A * A n jossa: φ = valumiskerroin φ n = osa-alueen valumiskerroin A n = osa-alueen pinta-ala, ha A = koko alueen pinta-ala, ha Taulukko 4. Valumiskertoimia (Karttunen 2004, 462) Pinnan laatu Kerroin Pinnan laatu Kerroin Katto 0,9 Paljas laajahko kallio 0,4 Betoni- ja asfalttipinta Sorakenttä- ja käytävä 0,3 Tiivissaumainen kiveys 0,8 Puistomainen piha 0,2 Kallio Puisto (runsaasti kasvillisuutta) Kiveys hiekkasaumoin 0,7 Kallioinen metsä 0,15 Hyväkuntoinen soratie Niitty, pelto, puutarha 0,1 Kallioinen puuton puistoalue 0,5 Tasainen, tiheäkasvuinen metsä 0,05 Laajaa verkostoa mitoitettaessa on huomioitava valuma-alueen kaltevuuden vaikutus viemäriin valuvan huleveden virtaukseen, koska kaltevalta alueelta hulevedet valuvat loivaa aluetta nopeammin. Pienillä valuma-alueilla kaltevuuden vaikutusta ei ole tarpeen huomioida, jos veden virtausaika verkoston etäisimmästä kohdasta mitoituskohtaan on lyhyempi kuin mitoitussateen kestoaika. Verkoston pituuden on oltava noin metriä ennen kuin hidastumista voidaan ottaa huomioon, jos verkosto on rakennettu minimikaltevuudella. (Karttunen 2004, )
35 30 Hidastumiskerroin lasketaan seuraavalla kaavalla (Karttunen 2004, 463): Ψ = n 1 A jossa: ψ = hidastumiskerroin A = viemäröintialue, ha n = maaston vaikutus (Taulukko 5.) Taulukko 5. Maaston vaikutus (Karttunen 2004, 463) n Maaston vaikutus 4 Maasto laakeaa tai verkosto pitkän omainen 5-6 Maasto kohtalaisen kaltevaa 8 Maaston keskikaltevuus suuri tai virtausaika pitkä Viemärin mitoitus Viemäriputken mitoitus on mahdollista laskea useilla eri kaavoilla. Eräs yleisimmin käytetyistä kaavoista viemäriputkessa virtaavan veden nopeuden laskemiseksi on Hazel-Williamsin kaava. Kaavaa voidaan soveltaa putkille, joiden halkaisija on vähintään 50 millimetriä ja virtausnopeus enintään 3 metriä/sekunnissa. Putken ominaisuuksia kuvataan Hazel-Williamsin kertoimen avulla, kertoimen mitoituksessa tulee ottaa huomioon putken virtaukseen vaikuttavat ominaisuudet ja kerroin on mitoitettava tapauskohtaisesti pienemmäksi. Esim. roskat ja putken kuluminen hidastavat virtausta. (Karttunen 2003, 142.)
36 31 Taulukko 6. Hazel-Williamsin kerroin (Karttunen 2003, s. 145) Putken materiaali C Putken materiaali C Asbesti-sementti 140 Messinki Betoni Muovi Galvanoitu putki 120 Teräs Kupari Valurauta Virtauksen laskukaavat Viemärin mitoitusvirtaus lasketaan seuraavalla kaavalla (Karttunen 2004, 461): Q = q *ϕ * A jossa: Q = virtaama l/s q = mitoitussateen rankkuus l/s ha φ = valumiskerroin (Taulukko 4.) A = valuma-alueen pinta-ala ha Putken mitoitusvirtaus lasketaan Hazel-Williamsin kaavalla (Karttunen 2003, 142): Q = 2,63 0,54 0,278* C * d * I jossa: Q = virtaama, m 3 /s C = Hazel-Williamsin kerroin (taulukko 6) d = putken halkaisija, m I = energiaviivan kaltevuus, m/m
37 Hulevesien keräilykaivojen sijoittaminen Hulevedet kuivatetaan kaduilta hulvesikaivoilla, jotka on normaalisti varustettu ritiläkannella. Hulevesikaivot sijoitetaan kuivatettavien alueiden alimpiin kohtiin muodostuviin veden kerääntymispisteisiin. Hulevesikaivoista vedet ohjataan tarkastuskaivojen kautta hulevesiviemäriin. Hulevesikaivojen sijoittelu optimoimalla varmistetaan hulevesien tehokas poistaminen kaduilta. Suositeltu valuma-alue yhtä kaivoa kohden on noin neliömetriä ja kaivojen väli ei saisi ylittää metriä (Karttunen 2004, 481). Hulevesikaivot tulisi sijoittaa katujen suunnitteluun tarkoitetusta Katu 90 löytyvien ohjeiden mukaan: ennen suojatietä liikennesaarekkeen päähän liittymiin kokoamaan liittyvältä kadulta pääkadulle virtaava vesi pehmeille alueille eniten painuvaan kohtaan siten, että veden juoksutus on enintään 100 metriä (Suomen Kunnallistekninen Yhdistys 1991, 127) Kaivojen ritiläkannen poistokapasiteetista on saatavilla hyvin vähän tutkimusaineistoa. Viatek Oy on tutkinut asiaa 1970-luvulla, ja tutkimustulosten voidaan vielä olettaa olevan käyttökelpoisia, koska suurta kehitystä ritiläkansien rakenteisiin ei ole tapahtunut vuosien saatossa. Taulukossa 7 on esitetty kaivonkannen kohdalle muodostuvan lammikon korkeuden vaikutusta kaivon kannen poistokapasiteettiin. Taulukosta 7 on luettavissa myös suurin kaivoa kohti oleva pinta-ala. (Taulukko 7.)
38 33 Taulukko 7. Virtaama hulevesikaivoon (Viatek Oy 1979, 7) Kansiston halkaisija 0,5 m Kansiston halkaisija 0,6 m Kansiston halkaisija 0,7 m Padotuskorkeus cm Q l/s A m 2 Q l/s A m 2 Q l/s A m 2 0,5 1, , , , , , ,5 5, , , , , , ,5 11, , , , , ,5 18, , , , , , ,5 27, , , , , ,1 4173
39 34 6 TEKNISET RATKAISUT HULEVESIEN HALLINNASSA Hulevesien hallintaan löytyy monia teknisiä ratkaisuja, joita on mahdollista soveltaa kunnallistekniikassa tai kiinteistöjen hulevesien hallinnassa. Ratkaisuilla hulevesiverkostossa virtaavan veden määrä pyritään säilyttämään verkoston kapasiteetin rajoissa. Menetelmät perustuvat kuormittuneen verkoston hulevesien parempaan hallintaan ohjaamalla kapasiteetin ylittävät hulevedet toiseen verkoston osaan tai viivyttämällä tai imeyttämällä niitä viivytysrakenteissa, jotka on integroitu osaksi verkostoa. 6.1 Verkoston sisäiset ratkaisut Hulevesiverkon muutokset Hulevesiverkoston kriittisten osien kuormittumista voidaan vähentää kuormittuneen verkoston osaan tehtävillä muutoksilla, joissa muutetaan hulevesiverkoston mitoitusta tai ohjataan kuormittuneen verkoston osan hulevedet uudelleen verkoston vähemmän kuormittuneisiin osiin. Suurien muutoksien tekeminen hulevesiverkostoon ei ole taloudellisesti kannattavaa, koska muutokset olisi ulotettava koko verkostoon riittävän kapasiteetin säilyttämiseksi. Jos muutoksia mitoitukseen tai ohjaukseen tehdään, ne tulisi suorittaa muiden muutostöiden yhteydessä. Muutosten suorittaminen verkoston yläosissa on ongelmallista, koska muutokset kasvattavat alemman verkoston virtausta. Mitoittamalla hulevesiverkosto uudelleen, voidaan tulvimiselle alttiin verkostoosan putkikokoja suurentaa vastaamaan kapasiteetillaan paremmin verkostossa virtaavan huleveden todellista määrää. Mitoitussateen valinnalla ja todellisten valuma-alueiden tunnistamisella on suurin vaikutus verkoston mitoituksen todenmukaisuuteen. Putkikokojen suurentaminen on mahdollista suorittaa verkoston alempiin osiin, koska tällöin ylläpidetään koko verkoston kapasiteettia. Mutta tässäkin tapauksessa on arvioitava muutoksista saadun hyödyn suhdetta aiheutuneisiin taloudellisiin kustannuksiin.
40 35 Kriittisten alueiden hulevesiverkoston kuormittumista voidaan vähentää myös suorittamalla muutoksia hulevesien virtauksiin eri verkoston osien välillä. Ohjaamalla kriittisen alueen virtaus verkoston osiin, joiden kapasiteetti ei vielä toimi äärirajoilla, voidaan kuormittuneen verkoston virtausta pienentää. Lisääntyneen virtauksen vaikutukset verkoston muihin osiin on huomioitava muutoksia suunniteltaessa, koska virtauksen on pysyttävä myös uuden verkosto-osan käsittelykapasiteetin rajoissa Hulevesien keräilykaivot Kaivon kansimallilla on vaikutusta hulevesikaivon poistokapasiteettiin, koska kaivonkannen poistokapasiteetti on rajallinen. Virtausten ollessa suuria veden virtaus voi ylittää kaivon ja vain osa vedestä valuu kaivoon. Ritiläkansi on yleisin käytetty kansimalli katujen kuivatuksessa, mutta myös muita vaihtoehtoja löytyy, mm. kitakaivoja ja sadevesikupuja (kuvio 12). Kaivonkannen poistokapasiteettia säätämällä voidaan luoda alueita, joilla hulevesiä viivytetään tilapäisesti alueella eli käyttää ns. hallittua tulvimista. Kuvio 12. Ritiläkaivo, kitakaivo ja sadevesikupu (Jupalco Oy 2008) Saint-Gobain Pipe Systems Oy on kehittänyt hulevesien kuivatukseen Aquatop- sadevesikansiston, jonka poistokapasiteetin luvataan olevan 75 prosenttia parempi kuin tavallisella ritiläkannella. Kannen normaalia parempi hulevesien poistokyky
41 36 perustuu suurempaan valumapinta-alaan ja pantentoituun kannenreunukseen (kuvio 13). (Saint-Gobain Pipe Systems Oy 2008.) Kuvio 13. Aquatop-hulevesikansisto (Saint-Gobain Pipe Systems Oy 2008) Myös kaivon rakenteella on merkitystä sen hulevesiverkostoon poistaman huleveden määrään ja laatuun. Rakentamalla kaivon pohjalle syvä hiekkapesä, vähennetään verkostoon virtaavien kiintoaineiden ja roskien määrää. Samalla on mahdollista myös viivyttää hulevesiä ennen niiden virtaamista verkostoon. Hulevesiä voidaan imeyttää suoraan maaperään kaivon kautta jättämällä pohja avoimeksi Ylivuoto- ja virtauksensäätökaivot Hulevesiverkostossa virtaavan veden määrää voidaan rajoittaa erityisten hallintaan tarkoitettujen kaivorakenteiden avulla. Ylivuoto tai -virtauksensäätökaivoilla hulevesiverkoston kapasiteetin ylittävä vesimäärä voidaan ohjata pois viivytysrakenteisiin tai hulevesiverkoston osaan, jonka kapasiteetti ei ole vielä ylittynyt. Virtauksen rajoittamiseen tai ohjaamiseen tarkoitettuja kaivoja löytyy useilta eri kaivovalmistajilta. Kaivoja löytyy valmiina järjestelminä, joita on mahdollista soveltaa kohteen ominaisuuksien mukaan, tai kaivot rakennetaan mittatilaustyönä asiakkaan toiveiden perusteella.
42 37 Ylivuotokaivo on yksinkertaisin tapa suorittaa kaivon kapasiteetin ylittävien vesimassojen uudelleen ohjaus. Ylivuotokaivon malli on sama kuin jäte- tai sekaviemärijärjestelmässä toteutettu. Kaivoon asennetaan halutulle korkeudelle ylivuotoputki, joka ohjaa putken korkeudelle nousevat hulevedet pois kaivosta. Ylivuotoputki on mahdollista asentaa jo olemassa oleviin kaivoihin, jos hulevedet voidaan käsitellä ohjaamisen jälkeen hallitusti. Kuvio 14. Wavin-Labko Oy:n virtauksensäätökaivo (Wavin-Labko Oy 2007a, 6) Wavin-Labko Oy valmistaa hulevesien virtauksen hallintaan tarkoitettuja virtauksensäätökaivoja (kuvio 14), joilla voidaan säätää verkostossa virtaavan veden määrää. Verkoston pinnankorkeuden noustessa kaivon säätömekanismi rajoittaa verkostoon virtaavan huleveden määrää ja kapasiteetin ylittävät vesimassat ohjataan pois kaivosta kohti haluttua suuntaa. (Wavin-Labko 2007a, 6.) 6.2 Verkoston ulkoiset ratkaisut Katurakenteet Katurakenteilla on suuri merkitys hulevesien virtaukseen kaduilla ja pois hulevesiverkostoon. Poikittais- ja pitkittäiskaltevuus vaikuttaa kadun kykyyn johtaa pois sillä virtaavia hulevesiä. Suunnittelu- tai rakennusvirheen seurauksena katuun
43 38 on voinut muodostua alavampia alueita, joilta hulevesi ei virtaa pois vaan muodostavaa lammikoita. Suurien lammikoiden muodostuminen voi aiheuttaa tulvimista. Jos kaltevuusominaisuudet ovat suotuisat, katuja on mahdollista käyttää hulevesien hallinnassa veden poisjohtamisessa valuma-alueilta tulvareittinä. Reunakiveyksillä ja tien korkeutta säätämällä virtaus pidetään kadulla ja ohjataan kohti haluttua suuntaa. Kuvio 15. Hulevesien pois johtamiseen tarkoitettua reunakivetystä (City of Portland 2004) Hulevesiä voidaan poistaa kaduilta hulevesikaivojen lisäksi myös katukivetyksen aukkojen kautta. Jättämällä kivetykseen aukkoja viheralueiden kohdalla hulevedet voidaan ohjata imeytettäväksi maaperään. Myös erityisiä hulevesien poistamiseen kaduilta tarkoitettuja reunakiviä voidaan asentaa normaalin katukivetyksen tapaan (kuvio 15). Katujen ja tien varsien viheralueet soveltuvat normaalisti hyvin hulevesien imeyttämiseen ja tilapäiseen varastoimiseen. Edellytyksenä on kuitenkin viheralueen ja kadun korkeussuhteen soveltuvuus virtaukselle, viheralueen tulee sijaita katua alemmalla tasolla. (City of Portland 2004.)
44 Viivytysrakenteet Viivytysrakenteet ovat maan alle asennetuja säiliöitä tai ontoista rakenteista tehtyjä kenttiä, joilla hulevesiä voidaan imeyttää, varastoida tai viivyttää (kuvio 16). Rakenteisiin voidaan myös varastoida hulevesiä pidemmälle aikavälille, jolloin viivästysrakenteet toimivat vesivarastoina esim. kastelua varten. Useat valmistajat käyttävät tuotteissaan samaa periaatetta hieman erilaisin muunnelmin. Suomessa viivytysrakeita myy mm. Wavin-Labko Oy ja Omni-Sica Oy. Kuvio 16. Wavin Q-Bic -sadevesikasetti (Wavin-Labko 2007b, 6) Viivytysrakenteet soveltuvat käytettäväksi rankkasateiden suurten vesimassojen keskitettyyn tai yksittäisten kohteiden hajautettuun hallintaan. Maan alle sijoitettavat rakennelmat voidaan sijoittaa siten, että maanpäällinen osa säilytetään hyötykäytössä. Puisto- tai viheralueet soveltuvat hyvin maanalaisten imeytysrakenteiden asentamisalustoiksi, mutta myös liikennealueiden tai parkkipaikkojen käyttäminen sijoituskohteina on mahdollista. Viivytysrakenteiden yhteyteen on tarvittaessa rakennettava esikäsittely, jolla poistetaan huleveden mukana kulkeva kiintoaine ja öljy, jotka voivat tukkia rakenteita ja saastuttaa maaperää. (Wavin Labko 2007b, 4-5.)
45 Huleveden pumppaus Huleveden pumppaus soveltuu kiinteistöjen hulevesien hallinnan lisäksi myös hulevesiverkostossa olevan veden siirtämiseen. Pumppauksella hallitaan hulevesikaivoon tai viivytysrakenteisiin virranneen huleveden määrää, siirtämällä vettä toiseen viemärinlinjaan tai paikkaan, jossa hallinta voidaan suorittaa paremmin. Pumppaus voidaan suorittaa hulevesikaivoon asennetulla uppopumpulla tai tarkoitusta varten erikseen rakennetulla pumppaamolla. Hulevesipumppaamoja valmistaa mm. Talokaivo Oy. Yrityksen pumppaamoista kunnallistekniikan sovellutukseksi sopisi mm. YLIVOIMA pumppaamo, joka sisältää kaksi pumppua (kuvio 17). Talokaivo Oy:n valmistama hulevesien pumppaamisen soveltuvan pumppaamon hinta on noin euroa ilman arvonlisäveroa (Talokaivo Oy 2008, 17 18). Kuvio 17. YLIVOIMA pumppaamo (Talokaivo Oy 2008, 18) Pumpun asentaminen hulevesikaivoon asettaa vaatimuksia kaivon rakenteille ja sijoituskohteelle. Jos pumppu asennetaan kaivoon kiinteästi, kaivorakenteiden on oltava riittävän vankkoja kestämään pumpun käytöstä aiheutuneet rasitukset. Kaivo on liitettävä sähköverkkoon pumpun toimintaan tarvittavan sähkövirran saamiseksi. Pumppauslaitteistoille asetetut vaatimukset riippuvat pumpattavan huleveden laadusta, määrästä ja nostokorkeudesta. Pumppua valittaessa on huomioitava
46 41 mahdollisesti huleveden mukana viemäriin virtaavat roskat ja hiekka, jotka voivat tukkia pumpun tai aiheuttaa merkittävää kulumista pumpun rakenteissa. Suomen talviolosuhteet on huomioitava myös pumpputyyppiä valittaessa, koska talvisin olosuhteet muuttuvat nopeasti ja kaivossa oleva vesi voi jäätyä lämpötilan laskiessa. Pumpun tehon mitoitukseen vaikuttaa vaadittu tuotto ja nostokorkeus. Vaadittu nostokorkeus riippuu kohteiden välisestä korkeuserosta. Pumputtavan vesimäärän suuruus riippuu kaivoon virtaavan huleveden valuma-alueesta ja verkoston käsittelykapasiteetista. Mitä suuremmalta valuma-alueelta kaivoon virtaa vettä, sitä suurempi on kaivosta poistettavan huleveden määrä. Esimerkkinä hulevesikaivoon asennettavasta pumpusta voisi toimia Hekes Työmaauppopumppu tai Wilo STS tyhjennyspumppu. Pumppumallit soveltuvat hyvin epäpuhtaiden ja kuluttavien vesien poistoon hulevesikaivosta. Pumput on mahdollista asentaa kiinteästi, mutta myös tilapäinen asentaminen on mahdollista. (Hekes Oy 2008; Wilo 2008.) 6.3 Teknisten hallintamenetelmien soveltuvuus Taulukossa 8 on esitetty hallintamenetelmien soveltuvuus yhdyskuntatekniikkaan tai kiinteistökohtaiseen hulevesien hallintaan. Menetelmän soveltuvuuteen vaikuttaa sen hallintakapasiteetti eli vesimäärän suurus, joka menetelmällä voidaan käsitellä. Myös menetelmän fyysinen sijoittuminen vaikuttaa soveltuvuuteen. Vain viemäriverkostossa sovellettavat menetelmät eivät sovellu kiinteistökohtaiseen hulevesien hallintaan.
47 42 Taulukko 8. Hulevesien hallintamenetelmien soveltuvuus, x = rajoituksin Soveltuvuus Menetelmä Yhdyskuntatekniikka Kiinteistökohtainen Muutokset hulevesiverkostossa x Ylivuoto- tai virtauksenohjauskaivot x x Katurakenteet x (x) Viivytysrakenteet x x Hulevesien pumppaus x x
48 43 7 LUONNONMUKAISEN HALLINNAN MENETELMÄT Luonnonmukaisissa hulevesien hallinta menetelmissä hyödynnetään maaperän ominaisuuksia, viheralueita tai vesistöjä hulevesien hallinnan tehostamisessa. Hulevesiä voidaan hallita vähentämällä huleveden määrää imeyttämällä sitä maaperään, ohjaamalla hulevesiä luonnollisia virtausreittejä käyttämällä sekä viivyttämällä tai varastoimalla hulevesiä vesistöihin tai erityisiin hallintaa varten muodostettuihin painanteisiin tai kaivantoihin. Menetelmillä voidaan hallinnan tehostamisen lisäksi myös parantaa huleveden laatua ennen purkuvesistöön laskemista. Luonnollisten hallintamenetelmien käyttäminen edesautetaan veden luonnollista kiertokulkua. (Hyöty 2007, 1 2) Taulukossa 9 on esittetty vertailu hallintavaihtoehtojen vaikutuksista hulevesien hallinnassa. Taulukko 9. Menetelmien tehokkuus huleveden vähentämisessä (Hyöty 2007, 38)
49 44 Luonnonmukaiset hallintamenetelmät soveltuvat hyvin väljästi rakennettujen taajama-alueiden hulevesien hallintaan, mutta käyttäminen myös tiheästi rakennettujen keskustojen hulevesien hallinnassa on mahdollista. Taulukossa 10 on käsitelty menetelmien soveltuvuutta eri maankäyttötyypeille. Taulukko 10. Menetelmien soveltuvuus eri maankäyttötyypeillä (Hyöty 2007, 39) Luonnonmukaisia hallintamenetelmiä suunniteltaessa on huomioitava mm. menetelmien vaatima tilantarve, hallintaan käytettävän alueen maastonmuodot sekä maaperän ominaisuuksien vaikutus imeytymiseen. Myös vuodenaikojen vaikutus
50 45 menetelmien toimivuuteen on huomioitava. Erityisesti talven ja syksyn olosuhteiden vaikutus menetelmien toimivuuteen olisi huomioitava, koska maaperään jäätyminen talvella tai kyllästyminen pitkäaikaisten syyssateiden seurauksena vedellä heikentää maaperän hulevesien imeytymis- ja viivytysominaisuuksia. Tarvittaessa menetelmät on varustettava ylivuotoratkaisuilla. (Hyöty 2007, 40.) 7.1 Huleveden määrän vähentäminen Hulevesien vähentämismenetelmillä tarkoitetaan ratkaisuja, joilla voidaan ehkäistä hulevesien muodostumista tai vähentää muodostuneiden hulevesien määrää. Luonnonmukaisina hulevesien vähentämismenetelminä voidaan käyttää pinnoitettujen alueiden päällystämistä vettä läpäisevillä materiaaleilla, rakennustan kattojen päällystäminen vettä sitovalla ja hidastavalla viherkerroksella tai maaperän käyttämistä hulevesien imeyttämiseen Läpäisevät päällysteet Läpäisevät pinnoiteratkaisut vähentävät pinnoilta huuhtoutuvan huleveden määrää imeyttämällä vettä maaperään. Vettä läpäisevä pinta voidaan rakentaa mm. betonisesta reikälaatasta, harvasta kiveyksestä, läpäisevästä asfaltista tai muovisista kennorakenteista muodostetuista alueista (kuvio 18). Läpäisevä pintakerroksen alla on karkeasta kiviaineksesta muodostettu imeytyskerros, jonka kautta hulevedet imeytyvät maaperään. (Hyöty 2007, 5.)
51 46 Kuvio 18. Hulevesiä läpäiseviä päällysteitä (City of Portland 2004) Läpäisevät päällysteet soveltuvat alueille, joiden käyttöaste ei ole suuri tai käytettävät ajoneuvot ole raskaita. Käyttökohteiksi soveltuvat mm. parkkipaikat, torit, kevyen liikenteen väylät tai tonttiväylät. Läpäisevät päällysteet eivät sovellu kohteisiin, joiden käytöstä maaperään voi joutua haitta-aineita, esimerkiksi teollisuusalueet. Läpäisevien rakenteiden alapuolisen maaperän vedenläpäisevyyskyky tulee olla hyvä. Maaperälaaduiksi soveltuu parhaiten karkea siltti tai hiekka. Suurin suositeltu koko läpäisevällä pinnoitteella päällystetylle valuma-alueelle on neljä hehtaaria. (Hyöty 2007, 8.) Viherkatot Katoille sijoitettavilla viherrakenteilla vähennetään alas virtaavan sadeveden määrää ja virtausnopeutta (kuvio 19). Kasvillisuus sitoo sateen aikana vettä, ylimääräinen vesi suodattuu kasvillisuuskerroksen läpi ja kerätään ränneillä johdettavaksi pois. Sateen loputtua kasvillisuuteen varastoitunut hulevesi valuu tai haihtuu hitaasti pois. On arvioitu, että viherkaton vedenpidätyskyky on noin 50 prosenttia (Veg Tech 2008).
52 47 Kuvio 19. Viherkattorakenteita (Veg Tech 2008) Kasvillisuutena katoilla voidaan käyttää mm. maksaruohoa ja sammalia. Viherkatot soveltuvat hyvin alueille, jotka ovat tiiviisti rakennettuja ja maan pinnalle ei ole mahdollista rakentaa hulevesien hallintaan soveltuvia rakenteita. Suomessa viherkattorakenteita toimittaa mm. Veg Tech Finland Oy. (Veg Tech 2008.) Viherkattojen käytöllä on myös muita positiivisia vaikutuksia sadevesien hallinnan lisäksi. Viherkatot toimivat eristeenä ja auttavat osaltaan rakennuskohteen energian säästämisessä. Kattomateriaalit säilyvät pitkäikäisempinä kasvillisuuden antaessa suojaa UV-säteitä vastaan ja suuria lämmönvaihteluja tasaavan ominaisuutensa ansiosta. (Veg Tec 2008.) Imeytysmenetelmät Imeytysmenetelmillä hulevesiverkoston kuormitusta pienennetään vähentämällä verkostoon valuvan huleveden määrää imeyttämällä ja viivyttämällä sitä viheralueille sijoitetuissa imeytyskaivannoissa tai -painanteissa. Maanpäällisiä imeytyskaivantoja voidaan käyttää puistojen tai muiden virkistyskäyttöön tarkoitettujen alueiden maisemoinnissa ja viihtyisyyden lisäämisessä. Hulevesiä voidaan myös imeyttää muodostamalla lammikoita alueille, joiden maaperä soveltuu imeyttämiseen. (Hyöty 2007, )
53 48 Imeytysmenetelmät sopivat yksittäisten kohteiden hulevesien hallintaan hajautetusti toteutettuna. Suurien valuma-alueiden hulevesien imeyttäminen voidaan hoitaa keskitetysti, jolloin suoraan hulevesiviemäriin yhdistettyyn imeytysrakennelmaan johdetaan laajalta valuma-alueelta kerätyt hulevedet. Parhaiten imeytysmenetelmät soveltuvat harvaan rakennutuille alueille, joilla sijaitsevia viheralueita voidaan käyttää imeyttämisrakenteiden alustoina. Imeytysmenetelmät eivät sovellu aluille, joiden hulevesi saattaa sisältää suuria määriä liukoisia epäpuhtauksia, kuten esimerkiksi teollisuusalueet. Valuma-alueiden pinta-aloiksi suositellaan imeytyskaivantojen kohdalla kahta hehtaaria ja imeytyspainanteiden kohdalla neljää hehtaaria (Hyöty 2007, 13 18). Imeytyskaivantoihin tai painanteisiin johdettu vesi voi edellyttää esikäsittelyä ennen johtamista imeytysrakennelmiin. Näin poistetaan rakenteita mahdollisesti tukkeuttava hienoaine. Esikäsittelynä voidaan käyttää tasausaltaita tai puskurivyöhykkeitä. Suoraan rakennusten katoilta johdettuja hulevesiä ei ole tarpeen esikäsitellä, koska veden sisältämä hienoainepitoisuudet ovat pieniä. (Hyöty 2007, ) Imeytyskaivannot Imeytyskaivannot ovat karkealla kiviaineksella täytettyjä kaivantoja. Hulevedet imeytyvät kaivannossa täytemateriaalin huokostilan kautta maaperään. Kaivantoja voidaan käyttää yksittäisten kohteiden tai suurempien valuma-alueiden hulevesien hallintaan. Imeytyskaivannot voivat olla avoimia maapäällä sijaitsevia rakennelmia tai ne voidaan sijoittaa maan alle. (Hyöty 2007, 13.) Avoimia imeytyskaivantoja voidaan käyttää suurien valuma-alueiden hulevesien hallintaan (kuvio 20). Kaivannot voidaan rakentaa osaksi hulevesien hallintaverkostoa, joka koostuu ojista ja imeytyspainanteista. Maan alle sijoitettuja imeytyskaivantoja voidaan käyttää yksittäisten kohteiden hulevesien hallintaan. Maan alle sijoitettavissa imeytysrakenteissa voidaan käyttää karkean kiviaineksen sijasta myös muita materiaaleja. Materiaaleina voidaan käyttää esimerkiksi maan alle
54 49 asennettavia hulevesikasetteja tai -kennoja (katso Viivytysrakenteet). (Hyöty 2007, ) Kuvio 20. Avoin imeytyskaivanto (City of Portland 2004) Imeytyspainanteet Imeytyspainanteet ovat ympäröivää aluetta matalammalla olevia kasvillisuuden peittämiä alueita, joille hulevedet johdetaan tilapäisesti varastoitavaksi ja imeytettäväksi (kuvio 21). Painanteisiin muodostuu lammikoita, jotka imeytyvät hitaasti kasvillisuuden läpi maaperään. Hulevedet johdetaan imeytyspainanteisiin pääosin pintavaluntana, mutta myös muita menetelmiä voidaan käyttää. Imeytysmenetelmän käyttäminen edellyttää maaperältä kohtuullista vedenläpäisevyyskykyä hulevesien imeyttämiseksi. Imeytyspainanteet eivät vaadi suuria rakennustoimenpiteitä, koska erillisiä hulevesien johtamiseen tarkoitettuja putkistoja ei ole tarpeen rakentaa ja ympäristöstä löytyviä luonnon muovaamia painanteita voidaan hyödyntää. (Hyöty 2007, )
55 50 Kuvio 21. Imeytyspainanne (University of Maryland 2008) 7.2 Huleveden johtaminen Hulevesien johtamismenetelmillä tarkoitetaan ratkaisuja, joilla hulevedet johdetaan hallitusti pois kuivatettavilta valuma-alueilta. Johtamisessa voidaan käyttää erilaisia pinta- tai putkijärjestelmiä. Pintajärjestelmät koostuvat avo-ojista, painanteista, puroista, kouruista tai kanavista. Rakennetut ojat ja purot soveltuvat hyvin hulevesien pääpurkureiteiksi. Menetelmät eivät sovellu hyvin käytettäväksi tiheästi rakennettujen kaupunkien keskustoissa, koska menetelmät vaativat viheralueiden hyödyntämistä. Menetelmiä voidaan käyttää myös osana tulvareittiratkaisuja. (Hyöty 2007, 20.) Kuvio 22. Kivettyjä hulevesien johtamisen väyliä (Hyöty 2007, 21)
56 51 Kuvio 23. Hulevesien johtamiseen tarkoitettu viherpainanne (Department of Conservation and Recreation 1999) Hulevesien johtamiseen tarkoitetut reitit voivat olla asfaltista, kivetyksistä tai betonista tehtyjä rakenteita, viheralueille sijoitettuja ojia, painanteita tai muita rakennelmia, joilla hulevedet johdetaan pois kuivatettavilta aluilta (kuviot 22 ja 23). Hulevesiä johdettaessa viheralueiden läpi tapahtuu myös imeytymistä maaperään, jolla on myös hulevesiä viivyttävä ja puhdistava ominaisuus. Puistoihin sijoitettuja ojia, painanteita ja kanavia voidaan käyttää myös maisemoinneissa. Maastosta löytyviä muotoja voidaan hyödyntää hulevesien johtamisessa tekemällä sopivia muutoksia luonnollisiin maastonmuotoihin. Rakentamalla painanteita tai avo-ojia viheraluille saadaan hulevesien johtamiseen tarkoitettuja väyliä. (Hyöty 2007, ) 7.3 Huleveden viivyttäminen Menetelmä perustuu vesistöjen virtauksia tasaaviin ominaisuuksiin, joilla voidaan varastoida ja viivyttää hulevesiä ennen niiden lopullista vapauttamista kohti purkuvesistöä. Viivyttämlää voidaan tehokkaasti pienentää hulevesivirtaamia purkureiteillä ja vähentään tulvariskejä ja eroosiota. Viivytysmenetelmät voidaan luokitella kosteikkoihin, lammikoihin, painanteisiin sekä rakennettuihin altaisiin ja kaivantoihin. (Hyöty 2007, 31.)
57 52 Kouvolassa hulevesien viivyttämiseen tarkoitettu vesireitti löytyy mm. Pentsojanpuistosta (kuvio 24) Hulevesien johtamiseen tarkoitettu reitti koostuu viivyttävistä puro-osuuksista, jotka laskevat pienehköön lampeen. Lammesta vedet ohjataan ojaverkostoa pitkin Kymijokeen. Kuvio 24. Viivytysrakenteita Pentsojanpuiston purossa Viivytysmenetelmät soveltuvat myös hulevesien laadun parantamiseen. Hitaassa virtauksessa kiintoaines laskeutuu vesistön pohjalle ja vesistön kasvillisuus käyttää hyödyksi huleveden sisältämiä ravinteita puhdistaen samalla vettä. Viivytysmenetelmät voidaan jakaa kosteikkoihin, lammikoihin, painanteisiin sekä rakennettuihin altaisiin ja kaivantoihin. Viivytysalueita voidaan rakentaa yhdistämällä hulevesiverkosto alueelta löytyviin kosteikko tai vesistöihin, mutta myös virkistysja viheralueille rakennettujen purojen tai muiden vesialueiden käyttö on mahdollista hulevesien hallinnassa. (Hyöty 2007, 31.)
58 53 8 KOHDEALUE I: KESKUSTA Kouvolan ydinkeskustassa sijaitseva kohdealue on tyypillinen esimerkki tiiviisti toteutetusta kaupunkirakentamisesta. Kuivatettava valuma-alue koostuu pääosin suurista rakennuksista ja hulevesiä huonosti imeyttävistä tai hidastavista maaalueista (kuvio 25). Valuma-alue kattaa noin puolet ydinkeskustasta, ja sen kokonaispinta-ala on noin 13,3 hehtaaria. Osavaluma-alueiden perusteella laskettuna valumakertoimen arvoksi saadaan 0,74. Valumakertoimesta muodostuu suuri, koska hulevesiä imeyttäviä tai viivyttäviä pintamateriaaleja on vähän. Vain 9 prosenttia kokonaispinta-alasta on viheraluetta (kuvio 26). Liitteessä 3 on taulukko valuma-alueen tarkemmista ominaisuuksista. Kuvio 25. Keskustan valuma-alue (WebMap Kouvola 2008)
59 54 Valuma-alueen pinta-alajakauma (Yhteensä m 2 ) Viheralue % Tie/Piha % Katto % Kuvio 26. Valuma-alueen pinta-alajakauma Valuma-alueen kokonaisvirtaama mitoitussateella (110 l/s ha) on noin 1080 litraa/sekunnissa ja 15 minuuttia kestävän sateen sademäärä on noin 975 kuutiometriä. Hidastumisen vaikutusta hulevesien virtauksen laskemisessa ei tarvitse huomioida, koska valuma-alueen pinta-ala on suhteellisen pieni. Laskennallisten virtausten perusteella voidaan todeta, että hulevesiverkoston kapasiteetti ei ole riittävän näin suuren vesimäärän tehokkaaseen poistamiseen. Kohdealueen hulevesiä kuljettava runkoverkko koostuu millimetriä halkaisijaltaan olevista viemäriputkista. Koko kohdealueen hulevedet poistava runkoverkko on halkaisijaltaan 800 millimetrinen betoniputki, jonka maksimivirtaus on 443 litraa/sekunnissa. Tämä riittää normaaleiden sateiden aiheuttamien hulevesivirtaamien poistamiseen, mutta rankkasateiden aiheuttamat virtaukset ylittävät nopeasti verkoston kapasiteetin.
60 Ongelmat kohdealueella Ongelmat yleisesti Suurimmat ongelmat kohdealueella on aiheuttanut tiivis rakentaminen ja suuret pinta-alat hulevesiä huonosti imeyttäviä ja viivyttäviä maa-alueita. Hulevesiä imeyttävien ja viivyttävien pintojen puuttuminen aiheuttaa hulevesien nopean virtaamisen viemäriverkostoon ja aikaisempaa suuremman huleveden määrän. Alueen kaavoituksen yhteydessä ei ole huomioitu kaupungin keskustan kehittymistä ja hulevesien huomioimista rakentamisessa, jonka seurauksena hulevesiverkoston mitoitus nykyisille valuma-alueilla on liian pieni. Suunnittelussa ei ole huomioitu valuma-alueella muodostuvan huleveden määrän asettamia vaatimuksia tai hulevesien luonnollisia virtausreittejä. Aikaisemmin hulevedet ovat virranneet myös kaduilla, nykyisin hulevedet ohjataan mahdollisimman tehokkaasti viemäriverkostoon. Kattovesien johtaminen suoraan hulevesiverkostoon hidastaa paikallisesti virtausta verkostossa, koska katoilta syöksyvä vesi aiheuttaa pyörteitä hulevesikaivossa. Rankkasateiden suurten vesimassojen virtaus aiheuttaa kaivossa voimakkaita pyörteitä, jotka hidastavat verkossa virtaavan veden virtausnopeutta tai jopa pysäyttävät virtauksen tilapäisesti kokonaan. Kauppakeskus Hansan katoilta johdetut hulevedet ovat aiheuttaneet erityisesti ongelmia hulevesiverkostossa, koska huleveden suuri määrä ja rakennusten korkeus aiheuttaa sadevesien purkautumisen liittymiskaivoon suurella paineella, jonka seurauksena virtaus kaivossa voi pysähtyä. Virtauksen pysähtyessä verkoston yläosien kaivot täyttyvät ja kuivatettavien alueiden hulevedet jäävät kaduille.
61 Yksittäiset ongelmakohteet Torikadun viistopysäköinti eli ns. Heimosen Kengän parkkipaikka on ollut erityisen altis tulvimiselle, koska se muodostaa hulevedet keräävän alimman kohdan valuma-alueelle (kuvio 27). Ongelmana on ollut hulevesikaivoille mitoitettujen valuma-alueiden liian suuri koko ja kadun suuri kaltevuus, jonka seurauksena hulevedet virtaavat nopeasti parkkipaikalle. Rankkasateiden aikana hulevettä ei kyetä poistamaan riittävän tehokkaasti ja hulevedet ovat muodostaneet lammikon, jolloin vedenpinnan noustessa yli parkkipaikan katukivetyksen, hulevedet ovat virranneet parkkipaikan vieressä sijaitsevan Heimosen Kengän sisälle. Hulevedet pääsevät virtamaan rakennuksen sisälle, koska ovi sijaitsee lähellä kaduntasoa. Kaivojen poistokapasiteetin ylikuormittuminen on seurausta, joko alueelle virtaavan huleveden liian suuresta määrästä verrattuna ritiläkansien poistokapasiteettiin tai koko hulevesiverkoston kapasiteetin ylikuormittumisesta. Myös kaivojen ritiläkansien tukkeutuminen roskista on aiheuttanut tulvimista. Kuvio 27. Torikadun viistopysäköinti ns. Heimosen Kengän parkkipaikka 8.2 Hulevesien hallinnan kehittäminen Kouvolan ydinkeskusta hulevesien hallinnan kehittäminen on haasteellinen tehtävä, koska hulevesiviemäriin virtaavan veden määrää on vaikeaa vähentää. Ydin-
62 57 keskusta on rakennettu hyvin tiiviisti, ja riittävän laajoja alueita, jotka soveltuvat hulevesien hallintamenetelmien alustoiksi, on vaikea löytää. Myös alueen korkeussuhteet ovat epäsuotuisat hulevesien johtamiseen pois alueelta. Hallintamenetelmiä valittaessa on keskityttävä hulevesien viivyttämiseen ja hallinnan kehittämiseen verkoston sisällä. Myös huleveden määrän vähentämiseen tulisi pyrkiä imeyttämällä. Vaihtoehtoja suunniteltaessa on keskittyä käytettävissä olevien menetelmien ja alueiden parhaaseen mahdolliseen hyödyntämiseen. Hallintamenetelmien lopullinen suunnittelu on suoritettava yhteistyössä kunnan kaavoituksen sekä katu- ja puistorhayksikön kanssa Kesällä 2008 suoritetut toimenpiteet Kohdealueen hulevesistä aiheutuneet ongelmat oli huomioitu jo ennen tämän työn aloittamista. Kesän 2008 aikana kävelykadun pohjoispäässä olevalle Kauppalankadun ja Salpausselänkadun risteysalueella suoritettiin muutoksia, joilla Kauppalankadun viemäriverkostoon virtaavan huleveden valuma-aluetta pienennettiin. Muutoksia suoritettiin Valtakadun hulevesiverkostoon ja risteyksen kadun korkeussuhteisiin. Muutokset pienensivät kävelykadulle virtaavan valuma-alueen kokoa noin 5450 neliömetriä, pienentäen mitoitussateella (110 l/s ha) koko verkoston virtausta noin 54 litraa/sekunnissa. Kuvio 28. Korotettusuojatie Kauppalankadun ja Salpausselänkadun risteyksessä
63 58 Kävelykadun hulevesiverkoston kapasiteetin kuormitusta pienennettiin uudelleen ohjaamalla risteysalueelta virtaavia hulevesiä hulevesiverkoston osiin, joiden kuormitus ei ole yhtä suurta rankkasateiden aikana. Hulevesien poistumista kadulta tehostettiin asentamalla kadun reunaan useita kitakaivoja. Risteykseen rakennettiin korotettu suojatie, joka toimii hulevesiä ohjaavana rakenteena. Korotetun suojatien yhteyteen asennettiin myös hulevesiä keräävät kourut, jotka johtavat hulevedet viemäriverkostoon (kuvio 28) Ehdotukset hulevesien hallinnan kehittämiseksi Ydinkeskustan alueella hulevesiviemäriin virtaavan veden määrää on vaikeaa vähentää muodostumisalueilla, koska hulevesien imeytykseen soveltuvia alueita on vähän. Hallintamenetelmiä valittaessa on keskityttävä hulevesien hallinnan kehittämiseen keskitetysti. Keskustan alueelle rakennetulla tulvareitillä olisi mahdollista johtaa rankkasateiden aikaiset verkoston kapasiteetin ylittävät vesimassat pois keskusta-alueelta, mutta tämä vaatisi suuria muutoksia katujen korkeussuhteisiin. Vaihtoehtoja suunniteltaessa on keskityttävä käytettävissä olevien menetelmien ja alueiden parhaaseen mahdolliseen hyödyntämiseen. Hallintamenetelmien lopullinen suunnittelu on suoritettava yhteistyössä kunnan kaavoituksen sekä katu- ja puutarhayksikön kanssa. Kaavoitus Kaavoituksen päivittämisellä ja uusien rakennusmääräysten antamisella kohdealueelle olisi mahdollista parantaa hulevesien hallintaa alueella toteutettavan uudisrakentamisen tai korjausrakentamisen yhteydessä. Määräyksiä olisi mahdollista antaa kiinteistöjen alueelta hulevesiviemäriin laskettavien hulevesien määrästä ja laadusta. Kaavamääräysten tulisi perustua hulevesiviemäriin virtaavan vesimäärän vähentämiseen ja laadun parantamiseen. Ensisijaisina kohteina määräyksille olisivat kiinteistöt, joiden pinta-alasta suuria osa on pinnoitettua materiaalia ja suuri osa alueella muodostuvasta hulevedestä virtaa hulevesiviemäriin.
64 59 Määräämällä kiinteistöjen hulevedet imeytettäväksi kiinteistön omalla alueelle hulevesiviemäriin laskemisen sijasta olisi mahdollista vähentää merkittävästi hulevesiviemärissä virtaavan veden virtaushuippuja. Myös määräykset viherrakenteiden käyttämisestä kiinteistöjen alueilla esim. viherkattojen muodossa vähentäisivät verkoston virtaushuippuja. Tekniset menetelmät Muutosten tekeminen keskusta-alueen hulevesiverkoston virtauksiin eri osien kesken on vaikeaa viemäriverkoston epäsuotuisten korkeussuhteiden vuoksi, koska verkoston osat ovat eri korkeudella toisiinsa nähden. Torikadun viemäriverkoston hyödyntäminen Kaupungintalon alueelta virtaavien hulevesien poistossa olisi varteenotettava vaihtoehto, mutta kadulla sijaisevien kahden hulevesiverkoston keskinäinen korkeusero estää muutoksen tekemisen. Torikadun hulevesiviemärin korkeutta olisi laskettava noin metrin verran, jotta virtauksen muuttaminen toiseen verkoston osaan olisi mahdollista. Mitoitusten muuttaminen hulevesiverkostoon ei olisi taloudellisesti järkevää, koska muutosten tekemisen olisi yllettävä koko verkoston mitalle riittävän käsittelykapasiteetin varmistamiseksi. Jos kaikki hulevedet kyetään poistamaan valumaalueelta viemäriverkostolla, siirretään ongelma vesistöihin, joihin hulevedet johdetaan. Hulevesien lopullinen purkaminen suoritetaan ojaverkostossa, jonka kapasiteetti hulevesien johtamiseen on rajallinen. Liian suuret hulevesimäärät aiheuttavat ojaverkostossa eroosiota ja jopa mahdollista tulvimista. Jos hulevesien ohjaukseen verkoston sisällä tai mitoitukseen tehtäisiin muutoksia, muutokset olisi suoritettava verkostoon koko verkoston mitalta. Tämä ei ole teknisesti tai taloudellisesti järkevin vaihtoehto. Eräs ratkaisu rankkasateiden suurten vesimassojen hallinnassa olisi muodostaa Kouvolan keskustasta lähtevä tulvareitti katurakenteita muokkaamalla. Koska Kouvolan keskustan alueelta puuttuu hulevesien johtamiseen soveltuvat viheralueet, hulevesien johtamisessa tulvareitteinä keskustan alueella olisi käytettävä
65 60 katuja. Tulvareitti tulisi muodostaa reitille, jonka varrella olevat kiinteistöt eivät ole vaarassa tulvia vedenpinnan noustessa ja katukadun korkeussuhteet soveltuvat tulvareitin muodostamiseksi. Tulvareitin päätepisteen on sijoituttava alueelle, jossa hulevesien tilapäinen tulviminen ei aiheuta ongelmia. Luonnonmukaisen hallinnan menetelmät Keskustan alueella on vähän alueita, jotka soveltuisivat vesimassojen hajautettuun imeyttämiseen tai viivyttämiseen. Alueella sijaitsevat viheralueet ovat liian pieniä tai liian kaukana ydinkeskustasta merkittävän hyödyn saamiseksi. Suuremmilla puistoihin sijoittuvilla viheraluilla hulevesien hallinta olisi mahdollista suorittaa keskitetysti viivyttämällä tai imeyttämällä vesiä maaperään imeytyspainanteilla tai -kaivannoilla. Pinnoilla virtaavia hulevesiä olisi mahdollista johtaa maanpäällisiin rakenteisiin, mutta verkostossa virtaavaa hulevettä olisi viivytettävä tai imeytettävä maanalaisissa rakenteissa. Hulevesiverkon syvyydestä johtuen vapaa virtaus maanpäällisiin rakenteisiin verkoston sisältä ei ole mahdollista. Katuja reunustavien puiden käyttäminen hulevesien hajautetussa imeyttämisessä olisi myös mahdollista. Nykyisin puiden rungon vieressä oleva avoin alue on mahdollisesti jopa kivetetty tai nostettu kadun pintaa korkeammalle, jonka seurauksena hulevedet virtaavat pois imeyttävältä alueelta. Puiden käyttö viemäriverkostoon virtaavan huleveden vähentämisessä olisi mahdollista, jos hulevesiä ohjattaisiin tehokkaammin puiden juuristoille. Puiden hyödyntäminen imeytyksessä vaatisi muutoksia puita reunustaville alueille. Hulevesien johtumista puiden käytettäväksi tulisi tehostaa poistamalla imeytymistä haittaavat kivetykset ja laskemalla puun rungon vieressä olevaa imeyttävää aluetta. Suuremmilla muutoksilla hulevesien ohjaamista suoraan puiden juuristoille voisi tehostaa ohjaamalla hulevedet kaduilta suoraan juuristoille. Puiden tarpeen
66 61 ja maaperän varastoimiskapasiteetin ylittävät vesimassa ohjattaisiin salaojaputkella viemäriverkostoon. Viherkattojen käyttäminen hulevesien hallinnassa soveltuisi hyvin ydinkeskustan alueella. Yhden rakennuksen kattamisella viherrakenteilla ei olisi suurta merkitystä hulevesiviemäriin virtaavan veden määrään, mutta useiden kohteiden yhteisvaikutukset olisivat jo huomattavissa. Ongelmana on, kuinka viherkattojen käyttäminen hulevesien vähentämisessä saadaan perusteltua ja kuinka yksityiset kiinteistöjen omistajat saadaan myös käyttämään viherkattorakenteita kiinteistöjensä katoilta valuvan huleveden viivyttämiseen ja vähentämiseen. Ydinkeskustan alueelta on vaikea löytää riittävän suuria yleisiä alueita, jotka soveltuisivat hulevesien viivyttämiseen hallitulla tulvimisella. Maanalaisten rakenteiden käyttäminen olisi mahdollista ainoistaan Välikadulla sijaitsevalla laajalla parkkipaikalla, myös itse Välikatua olisi mahdollista käyttää hallittuna tulvimisalueena. Maanalaisiin viivytysrakenteisiin ohjattavan huleveden määrä ei olisi riittävän suuri taloudellisiin panostuksiin verrattaessa, jos vaihtoehtona on myös rakentaa vastaavanlainen viivytysalue Keskuspuistonalueelle, jonka kapasiteetti olisi huomattavasti suurempi. Yleisillä alueilla hulevesiä olisi mahdollista imeyttää lisäämällä läpäisevien pinnoitteiden käyttöä. Vettä läpäiseviä pinnoitteita tulisi lisätä, jotta keskustan alueella hulevesiverkostoon virtaavan veden määrää saataisiin vähennettyä. Erityisesti pysäköintipaikat, rakennusten pihat ja kävelytiet soveltuisivat vettä läpäisevien pinnoitteiden käyttöön. Hallintamenetelmien sovelluskohteet Keskuspuisto Vain Keskuspuiston viheralue on riittävän suuri ja sijainniltaan sopiva suurten vesimassojen keskitettyjen hallintarakenteiden alustaksi (kuvio 29). Keskuspuis-
67 62 ton pinta-ala on noin 7000 neliömetriä, mutta koko puiston käyttäminen hulevesien hallinnassa ei ole tarpeen. Hulevesiä ohjattaisiin viivytysrakenteisiin valumaalueelta, jonka pinta-ala noin 9 hehtaaria ja valumiskerroin 0,74. Valuma-alueella muodostuu mitoitussateella (110 l/s ha) 15 minuutissa noin 660 kuutiometriä hulevettä. Ennen hulevesien ohjaamista rakenteisiin, tulisi suorittaa esikäsittely haitallisten aineiden poistamiseksi. Kuvio 29. Keskuspuisto (WebMap Kouvola 2008) Hulevesiverkostossa virtaavan veden imeyttäminen maanpäällisissä rakenteissa olisi mahdotonta ilman pumppausta rakenteisiin, koska verkoston pohja sijaitsee noin 1,8 metriä maanpinnan alapuolella. Maanpäälliset rakenteet tulisi mitoittaa pinta-aloiltaan riittävän laajoiksi, jotta muodostuneen lammikon pinnankorkeus ei muodostuisi liian suureksi. Imeytymisen parantamiseksi maaperään tulisi asentaa karkeaa kivimassaa pidätyskerrokseksi tai asentaa pohjarakenteisiin salaojitus. Ylivuotoputkella kapasiteetin ylittävät vesimassat tulisi ohjata lähimpään hulevesiverkoston osaan. Maanalaisina viivytysrakenteina olisi mahdollista käyttää Wavin Q-Bic -sadevesikasetteja. Wavin-Labko tarjoaa myös viivytysrakenteisiin liitettävää esikäsittelyjärjestelmää, jolla haitallisten aineiden poisto on mahdollista suorittaa. Viivytysrakenteen kapasiteetiksi tulisi mitoittaa kuutiometriä. Wavin-Labko Oy:n hulevesiseminaarista saatujen tietojen mukaan yhden kuutiometrin rakentamiskus-
68 63 tannukset ovat noin 300 euroa (Wavin-Labko Oy 2008). Kustannusarvioiksi pelkkien hulevesikasettien osalta tulisi euroa. Kokonaiskustannusarvioon tulisi vielä lisätä mahdollisen esikäsittelyn rakentamisesta aiheutuneet kustannukset ja muut rakentamiskustannukset. Kaupungintalon puisto Kuvio 30. Kaupungintalon vieressä (WebMap Kouvola 2008) Hieman kohdealueen ulkopuolelta löytyy viheralue, joka soveltuu käyttäväksi hulevesien keskitettyyn hallintaan tarkoitetuille rakenteille (kuvio 32). Viheralueen pinta-ala on noin 4200 neliömetriä, ja alueelle olisi mahdollista rakentaa, joko maan päälle tai maanalle sijoitettavia viivytys- tai imeytysrakenteita. Alueella olisi mahdollista suorittaa yksittäisten kohteiden hulevesien hallinta, jolloin rakenteisiin ohjattaisiin hulevesiä Kaupungintalolta tai läheiseltä Hansakauppakeskukselta. Jos rakenteisiin ohjattaisiin vain kattovesiä, erillistä hulevesien esikäsittelyä ei olisi tarpeen rakentaa. Jos hulevesiä ohjattaisiin myös parkkipaikoilta, öljynerotus tulisi suorittaa ennen hulevesien johtamista imeytys- tai viivytysrakenteisiin. Puis-
69 64 ton käyttäminen Kävelykadulle virtaavien hulevesien vähentämisestä, pienentäisi hulevesiverkoston kuormitusta ja ehkäisisi kriittisen Heimosen Kengän parkkipaikan tulvimista. 100 neliömetriä laajalla avoimella imeytys- ja viivytyskaivannolla olisi mahdollista käsitellä Kaupungintalolta virtaavat hulevedet 15 minuuttia kestävällä mitoitussateella (110 l/s ha). Kaupungintalon pinta-ala on 7330 neliömetriä. Luonnonmukaisten hallinta menetelmien suunnitteluohjeista löytyvällä kaavalla voidaan laskea pidätyskerroksen paksuudeksi noin, 3,3 metri (Hyöty 2007, 17). Virtauksen tasaamiseksi painanteen yhteyteen tulisi rakentaa tasauskaivo, jonka tilavuuden on 25 prosenttia koko imeyttävän rakenteen kapasiteetista (Hyöty 2007, 17). Taulukko 11. Kustannusarvio (Hyöty 2007, 18) Avoin imeytyskaivanto Kapasiteetti m Pinta-ala 100 Rakennuskustannukset Tasauskaivo m 3 Hinta 330 /m Varastointikerros m 3 Hinta 160 /m Kokonaishinta Imeytys- viivästysrakenteiden rakennuskustannuksia voidaan arvioida luonnonmukaisien hallinan menetelmien suunnitteluohjeista löytyvän kustannusarvion perusteella. Tietojen perusteella voidaan rakenteen rakennuskustannusten arvioida olevan euroa (taulukko 11). Kustannusarvio perustuu täysin suunnitteluohjeista löytyneisiin arvioihin. Todelliset kustannukset voivat olla, mm. materiaalien hintojen nousun takia, nykyisin suuremmat. (Hyöty 2007, 19.)
70 65 Kauppakeskus Hansa Kuvio 31. Kauppakeskus Hansan kortteli (WebMap Kouvola 2008) Kauppakeskus Hansan korttelin rakennukset ovat pääosin tasakattoisia ja soveltuisivat hyvin viherkattojen asennusalustoiksi (kuvio 31). Korttelin rakennusten kattojen kokonaispinta-ala on noin 1,5 hehtaaria mitoitussateella (110 l/s ha) katolta muodostuu hulevesiä noin 149 litraa/sekunnissa. Jos noin prosenttia kattopinta-alasta katettaisiin viherrakenteilla, katolta hulevesiverkostoon virtaavan huleveden määrää olisi mahdollista vähentää noin litraa/sekunnissa. Tulvareitti Kouvolan keskustassa toteutetussa tulvareitissä tulvivat hulevedet johdatetaan tilapäisesti varastoitaviksi ja imeytettäväksi Salpausselän alapuolisille viheraluille. Hulevedet johdetaan keskustan alueella katuja käyttämällä, mutta Salpausselän alapuolella johtamisessa voidaan käyttää myös viherpainanteita tai ojia. Tulvareitin muodostamiseksi olisi muokattava katuja ja muodostettava hulevesiä ohjaavia esteitä esim. korotettuja suojateitä, joilla hulevedet pidetään halutulla reitillä. Kartta tulvareitistä löytyy liitteestä 2.
71 66 Kuvio 32. Hulevesien johtamiseen soveltuva painanne Tulvivat vesimassat kerätään keskitetysti Koulukadulla ja ohjataan kohti rautatietunnelia, jonka kautta hulevedet voidaan johtaa pois keskustan alueelta. Kaduille on lisättävä reunakivetystä, joka pitää veden virtauksen kadulla. Jättämällä reunakivetykseen aukkoja voidaan vähentää kadulla virtaavan veden määrää vähentää hajauttamalla hulevesiä hallitusti tulvareitin varrella oleville viheralueille. Myös tulvareitin varrella olevia viheralueiden painanteita tulisi hyödyntää hulevesien johtamisessa (kuvio 32). Suomenkadun länsipuolen viheralue soveltuu tulvareitin loppusijoituskohteeksi (Kuvio 33.). Viheralue sijaitsee huomattavasti katutasoa alempana, joten hulevesien ohjaaminen alueelle on helppoa. Muovaamalla viheralueelle hulevedet keräävä painanne voidaan viheraluetta käyttää hulevesien tilapäiseen varastoimiseen. Painanteen pinta-alaksi voidaan muodostaa noin 4460 neliömetriä, ja vettä varastoidaan painanteeseen noin kuutiometriä, jos painanteeseen muodostuvan lammikon syvyys on senttimetriä.
72 67 Kuvio 33. Hulevesien imeyttämiseen ja varastoimiseen soveltuva viheralue Käytännössä esimerkin kaltaisen tulvareitin muodostaminen tulee olemaan epätodennäköinen vaihtoehto, koska Koulukadulle oleva reitin alimman kohdan muokkaus on teknisesti mahdotonta. Koulukadun ja Oikokadun risteykseen muodostuva alava kohta on noin 95 senttimetriä Koulukadun ja Hallituskadun risteyksen tasoa alempana. Torikadun viistopysäköinti Heimosen Kengän parkkipaikan tulvimista olisi mahdollista ehkäistä muuttamalla kadun korkeussuhteita alueella. Nostamalla parkkipaikkaa lähemmäs katutasoa pienennettäisiin risteysalueelta virtaavien hulevesien virtausnopeuksia ja määrää. Näin ehkäistäisiin myös hulevesien poistoon tarkoitettujen kaivojen ylikuormittuminen. Korottamalla parkkipaikkaa reunustavaa kivetystä estettäisiin hulevesien tulviminen pois parkkipaikan alueelta kohti kiinteistöjä. Vesien kuivattusta kaduilta voisi tehostaa vaihtamalla parkkipaikkalla olevien hulevesikaivojen ritiläkannet kansimalliin, joka poistaisi hulevesiä kadulta perinteistä kansimallia tehokkaammin. Eräs vaihtoehto olisi Saint-Gobain Pipe Systems y:n valmistama Aquatop-sadevesikansisto. Valmistajan antamien tietojen mukaan kansimalli kykenee poistamaan hulevesiä 75 prosenttia normaalia kansimallia
73 68 tehokkaammin. Yhden kansiston hinta kaivon koosta riippuen ilman arvonlisäveroa olisi noin euroa. (Saint-Gobain Pipe Systems Oy 2008.) Välikatu Alueita, joita on mahdollista käyttää hulevesien tilapäiseen varastoimiseen, löytyy keskustan alueelta vähän. Välikadun käyttäminen tilapäiseen varastoimiseen olisi mahdollista, jos muodostettaisiin katurakenteita muokkaamalla hulevesiä keräävä alue. Rakentamalla Välikadun ja Koulukadun risteykseen korotettu suojatie estettäisiin hulevesien virtaaminen Koulukadulle. Alueelle olisi mahdollista varastoida tilapäisesti viereiseltä suurelta parkkipaikalta ja Välikadulla virtaavia hulevesiä. Lammikon hulevesiä ohjattaisiin jatkuvasti hulevesikaivojen kautta viemäriverkostoon tai Keskuspuiston viheralueelle imeytettäväksi, mutta virtaus tulisi säätää riittävän pieneksi jotta viivytysvaikutus olisi riittävä. Ilmakuva Välikadusta on kuviossa 34. Kuvio 34. Välikatu (WebMap Kouvola 2008) Parkkipaikan ja Välikadun yhteenlasketun pinta-alan suuruus on noin 6750 neliömetriä ja alueella mitoitussateella (110 l/s ha) muodostuvien hulevesien virtaus on noin 54 litraa/sekunnissa, jolloin hulevesiä muodostuu 15 minuutissa noin 50 kuutiometriä. Jos kaikki alueelta virtaavat hulevedet viivytettäisiin Välikadulla, muo-
74 69 dostuvan lammikon pinnakorkeus olisi noin 20 senttimetriä ja lammikon pinta-ala olisi noin 250 neliömetriä. Kunta esimerkkinä muille Kouvolan kunta voisi toimia esimerkkinä hulevesien hallinnan ja ympäristönäkökohtien huomioimisessa kaupunkirakentamisessa ja siten saada myös yksityisiä kiinteistöjen omistajia kiinnostumaan ekologisesta rakentamisesta. Kunnan omistamille kiinteistöille tulevaisuudessa tehtävien remonttien tai saneerausten yhteydessä, tulisi huomioida hulevesien hallinnan kehittäminen ja tehostaminen käyttämällä ekologista rakentamista, kuten viherkattoja ja hulevesiä läpäiseviä pintamateriaaleja. Kaupungintalo Kaupungintalo kokonaisuutena soveltuisi hyvin esimerkiksi kiinteistöstä, jonka rakentamisessa on otettu ympäristönäkökohdat huomioon. Nykyisin Kaupungintalon piha-alueet koostuvat pääosin tiiviistä kivetyksestä, jonka vaihtaminen hulevesiä läpäiseviin päällysteisiin vaikuttaisi osaltaan viemäriin virtaavan huleveden määrään. Erityisesti täysin kivetyksestä koostuvalla Kansalaistorilla muodostuvien hulevesien hallintaa olisi helppo tehostaa muokkaamalla ympäristöä viherrakenteilla. Ilmakuva Kaupungintalosta on kuviossa 35.
75 70 Kuvio 35. Kaupungintalo (WebMap Kouvola 2008) Kaupungintalon hulevesien hallintaa tulisikin kehittää suuntaan, jossa minimoidaan hulevesiverkostoon virtaavan veden määrä imeyttämällä ja viivyttämällä hulevesiä kiinteistön alueella tai viereiselle viheralueella rakennettavilla imeytyskaivannoilla tai -painanteilla. Piha-alueilta ja katoilta valuvan huleveden määrää olisi mahdollista vähentää lisäämällä läpäisevien pinnoitteiden ja viherkattojen käyttöä. Keskuskirjasto Kohdealueen ulkopuolella sijaitseva Keskuskirjasto soveltuisi myös hyvin esimerkkikohteeksi viherkattojen soveltamisessa. Erityisesti tulevan kattoremontin yhteydessä tulisi harkita viherkaton asentamista. Myös viherkaton muut hyvät ominaisuudet hulevesien viivyttämisen lisäksi tulisi huomioida katon materiaalivalintoja tehdessä. Ilmakuva Keskuskirjastosta on kuviossa 36.
76 71 Kuvio 36. Kouvolan Keskuskirjasto (WebMap Kouvola 2008) Keskuskirjaston katon pinta-ala on noin 2150 neliömetriä ja mitoitussateella (110 l/s ha) katolta virtaa hulevesiä 21,5 litraa/sekunnissa. Asentamalla hulevesiä viivyttävä viherkatto katoilta virtaavan veden määrä olisi mahdollista vähentää puoleen eli noin 11 litraan/sekunnissa, jos koko kattopinta-ala koostuisi vihermatosta. Katolla sijaitsevat kattoikkunat rajoittavat vihermaton käyttämistä, joten todellinen vihermattojen pinta-ala olisi pienempi. Luonnonmukaisen hallinnan suunnitteluohjeista löytyvän viherkaton rakennuskustannusarvioin perusteella Keskuskirjaston koko katto pinta-alan kattaminen viherrakenteilla maksaisi noin euroa. Yhden neliömetrin kustannukset olisivat silloin 90 euroa. (Taulukko 12.) Taulukko 12. Kustannusarvio viherakaton rakentamisesta (Hyöty 2007, 12) Viherkatto Pinta-ala m Viherkatto (valmis matto) 70 / m 2 Muutokset kattorakenteisiin 20 / m 2 Kokonaishinta
77 72 9 KOHDEALUE 2: PUISTOKATU Puistokadun kohdealue sijaitsee hieman keskusta-alueen ulkopuolella olevalla taajama-alueella. Puistokatu toimii yhdyskatuna kahden vilkkaasti liikennöidyn tien välillä. Katua reunustaa laajahkot viheralueet, jotka toimivat maisemointitarkoituksessa. Viheralueet ovat riittävän suuria hyödynnettäväksi pienin muutoksin myös hulevesien hallinnassa. Puistokadun hulevesiviemäriin laskee sadevettä suurelta valuma-alueelta, joka aiheuttaa rankkasateiden aikana verkoston kapasiteetin ylittymistä. Kaukaisimmat verkostoon liitetyt kohdat sijaitsevat noin kilometrin päässä risteyskaivosta. Puistokadun hulevesiviemärin mitoituksella on suurin merkitys koko kohdealueen hulevesiverkoston toiminnan kannalta. Soininpolun ja Puistokadun risteyskaivoon virtaavan huleveden valuma-alueen todellista laajuutta tai valumiskerrointa on mahdoton arvioida tarkasti, koska valuma-alueen vaihtelevat ominaisuudet tekevät arvioinnin vaikeaksi. Valuma-alueen laajuudeksi on arvioitu noin 24,9 hehtaaria ja valumiskertoimeksi 0,31 (liite 4). Kuviossa 37 ja 38 on esitetty kartta valumaalueesta ja valuma-alueen pinta-alajakauma. Kuvio 37. Puistokadun valuma-alue (WebMaps Kouvola 2008)
78 73 Valuma-alueen pinta-alajakauma (Yhteensä m 2 ) Pientalot % Kerrostalot % Metsää % Suuret kiintistöt % Puistoa % Hiekkakenttä % Katu (ilman reunakivetystä) % Katu (reunakiveltyksellä) % Kuvio 38. Valuma-alueen pinta-alajakauma Valuma-alueelta virtaavan huleveden kokonaismääräksi mitoitussateella (110 l/s ha) lasketaan noin 848 kuutiometriä/sekunnissa, joka vastaa 15 minuuttia kestävän sateen aikana noin 762 kuutiometriä hulevettä. Jos hidastumisen vaikutus virtaukseen otetaan huomioon, virtaukseksi saadaan noin 446 litraa/sekunnissa. Hidastumiskertoimen arvoksi lasketettiin 0,526, kun maaston oletetaan olevan kohtalaisen kaltevaa. Valuma-alueelta hulevedet virtaavat halkaisijaltaan on 500 betoniputkeen millimetriä, jonka maksimivirtaus on noin 167 litraa/sekunnissa. Vertaamalla valumaalueen virtausta ja putken kapasiteettia voidaan todeta, että putken kapasiteetti on aivan riittämätön alueelta virtaavien hulevesien poistamiseen. Virtausta olisi vähennettävä noin litraa/sekunnissa, jotta putken kapasiteetti riittäisi kaikkien kaivoon virtaavien hulevesien poistamiseen mitoitussateella. Osan Pikku-Palomäen alueesta voidaan katsoa myös kuuluvan Puistokadun valuma-alueeseen. Alue on ympäröity sinisellä kuviossa 37. Pikku-Palomäen hulevesiverkosto ei ole suorassa yhteydessä Puistokadulle laskevaan verkostoon, vaan alueen hulevedet laskevat Karjalankadun reunassa olevalle viheralueelle. Normaaleiden sateiden hulevedet eivät virtaa takaisin hulevesiverkostoon, mutta erityisen
79 74 rankkojen sateiden hulevesien on mahdollista virrata Puistokadun risteysalueella sijaitsevan viheralueen hulevesikaivoon. 9.1 Ongelmat kohdealueella Suurin syy kohdealueella esiintyviin ongelmiin on huleveden liian suuri määrä verrattaessa hulevesiverkolle mitoitettuun kapasiteettiin. Puistokadun verkostoon virtaavan huleveden valuma-alue on hyvin laaja, ja alueelta virtaavien vesimassojen määrä ylittää rankkojen sateiden aikana verkoston kapasiteetin huomattavasti. Ylikuormittuminen aiheuttaa pinnankorkeuden nousun seurauksena virtausta verkoston sisällä kohti Soininpolun hulevesiviemäriä Soininpolku Soininkadun ongelmat rankkasateiden aikana aiheutuvat Puistokadun hulevesiverkoston ylikuormittumisesta ja Soininpolun ja Puistokadun risteyksessä olevan liittymiskaivon tulvimisesta. Soininpolun ja Puistokadun välinen korkeusero aiheuttaa ongelmia verkostossa virtaavan veden paineen ja pinnakorkeuden noustessa, koska Soininpolun alin hulevesikaivon kansi sijaitsee noin 74 senttimetriä Puistokadun risteyskaivon kantta alempana. Verkoston sisäisen pinnankorkeuden nousu aiheuttaa hulevesien virtaamisen verkostosta takaisin kadulle Soininpolulla, kun Puistokadulla pinnankorkeus nousee vain verkoston sisällä. Soininpolun pituuskaltevuus ei ole tasaisesti laskeva, minkä seurauksena kadulle muodostuu alavampi alue, joka kerää hulevesiä muodostaen lammikon. Veden pinnankorkeuden noustessa Soininpolulla reunakivien tason yli hulevedet pääsevät virtaamaan kiinteistöjen pihoille tai kellarirakenteisiin.
80 Ehdotukset hulevesien hallinnan kehittämiseksi Kohdealueen hulevesien hallintaa tulisi kehittää suuntaan, jossa koko valumaalueella hulevesiviemäriin virtaaman veden määrää vähennetään ja verkoston ylikuormitustilanteissa kapasiteetin ylittävät vesimassat ohjataan viheralueilla imeytettäväksi tai viivytettäväksi. Imeyttämisen lisääminen erityisesti kohdealueen ulkopuolelle sijoittuvilla valuma-alueilla vähentäisi Puistokadun hulevesiverkon kuormitusta. Kaavoituksen päivittämiselle ei ole mahdollista saada vaikutuksia kohdealueella muodostuvien hulevesien määrään. Tekniset menetelmät Mitoituksen muuttaminen Puistokadun hulevesiverkoston uudelleen mitoittaminen ei poistaisi täydellisesti kohdealueella rankkasateiden aikana ilmeneviä ongelmia, mutta se tehostaisi verkoston kokonaiskapasiteettia. Vaihtamalla verkoston halkaisijaltaan 500 millimetrinen betoniputki, joko halkaisijaltaan 600 millimetriseen tai 800 millimetriseen betoniputkeen kasvattaisi huomattavasti verkoston tämän osan kapasiteettia. Taulukko 13. Mitoituksen muuttaminen Halkaisija mm Materiaali C Kaltevuus % Maksimi virtaus l/s Nykyinen putki 500 Betoni 80 0, Uusi putki 600 Betoni , Betoni ,
81 76 Taulukosta 13 on nähtävissä putkikoon muutoksen vaikutus verkostossa virtaavan veden määrään. Suurempi putkikoko tarjoaisi ongelmaratkaisun Puistokadulle, mutta ongelma saatettaisiin siirtää verkoston alempiin osiin. 600 millimetriä halkaisijaltaan oleva vaihtoehto olisi todennäköisesti parempi vaihtoehto. Verkostossa virtaavan huleveden määrä ei kasvaisi yhtä paljon kuin 800 millimetrisellä putkella, mutta muutoksella olisi huomattavia muutoksia verkoston kapasiteettiin. Virtauksenohjaus- ja ylivuotokaivot Hulevesiverkostossa virtaavan huleveden määrän olisi mahdollista vaikuttaa ylivuoto- tai virtauksen säätökaivoilla. Kaivoilla kapasiteetin ylittävä vesimäärä olisi mahdollista ohjata pois kaivoista imeytettäväksi tai viivytettäväksi viheraluilla. Katurakenteiden korjaaminen Soininpolun kadun kaltevuuden korjauksella ehkäistäisiin lammikoiden muodostuminen ja hulevedet ohjautuisivat luonnollisesti kadun päähän, josta hulevedet olisi mahdollista johtaa imeytettäväksi viheraluille. Katukivetyksen täydellinen poistaminen kadun päästä mahdollistaisi hulevesien johtamisen suoraan viheraluille. Luonnonmukaiset hallinnan menetelmät Luonnonmukaiset hulevesien hallintamenetelmät soveltuvat käyttäväksi katuja reunustavilla viheralueilla ja alueelta löytyvällä urheilukentällä. Viheralueille muodostetut painanteet soveltuisivat hyvin hulevesien imeyttämiseen tai tilapäiseen varastoimiseen. Kuviossa 39 on ilmakuva Puistokadun viheralueista ja urheilukentästä. Imeyttämisen lisääminen koko valuma-alueen laajuudella vähentäisi hulevesiverkostoon virtaavan veden kokonaismäärää.
82 77 Kiinteistöjen kattovesien johtaminen ja imeyttäminen piha-alueille kadulle johtamisen sijasta vähentäisi osittain Soininpolun hulevesiverkoston kuormitusta. Kiinteistöjen omistajien olisi muutettava kaduille johdetut kattovedet virtamaan pihoille ja suorittaa hulevesien imeyttäminen maaperään kiinteistön alueella. Kuvio 39. Karjalankadun ja Puistokadun risteys (WebMap Kouvola 2008) Viheralueet Puistokadun varrella on laajoja viheralueita, joiden käyttö hulevesien hallinnassa on mahdollista. Luomalla katua reunustaville viheralueille imeytyspainanteita tai ojaverkosto, johon ohjata hulevesiä, voidaan vähentää kaduilta hulevesiverkostoon virtaavan veden määrää. Hulevedet olisi mahdollista ohjata imeytyspainanteisiin reunakivetykseen jätettyjen aukkojen kautta tai verkoston ylivuotona kaivoista. Hulevesien johtaminen painanteisiin edellyttää, että painanteet ovat katutason alapuolella. Imeyttämiseen soveltuvien viheralueiden kokonaispinta-ala on noin 3000 neliömetriä. Koko pinta-alan käyttäminen hulevesien imeyttämiseen ei todennäköisesti ole mahdollista. Jos noin puolet pinta-alasta olisi käytössä imeyttämistarkoituksessa, alueilla olisi mahdollista imeyttää tai viivyttää hulevesiä noin kuu-
83 78 tiometriä, kun painanteisiin muodostuvan lammikon pinnankorkeus olisi noin 5-10 senttimetriä. Urheilukenttä Soininpolun päässä sijaitsevaa urheilukenttää (kuvio 40) on mahdollista hyödyntää hulevesien hallinnassa, koska kentän muokkaus hulevesien hallintaan on mahdollista suorittaa ilman sen käyttömahdollisuuksien muuttumista. Kentän ja kadun välistä korkeussuhdetta muokkaamalla muodostetaan alue, joka soveltuu kadun tai verkoston ylivuodon hulevesien tilapäiseen varastoimiseen ja imeyttämiseen. Kuvio 40. Soininpolun päässä oleva urheilukenttä Hulevesien ohjaaminen kentälle vaatisi kadun ja kentän välisen korkeussuhteen muuttamista laskemalla urheilukenttää noin senttimetriä katutasoa alemmaksi. Korkeussuhteen ollessa suotuisa hulevedet voidaan suoraan ohjata kentälle, esimerkiksi Soininpolun reunakivetykseen jätetyistä aukkoista tai ylivuotona hulevesikaivoista. Rankkasateiden aikana hulevesiverkostosta kadulle virtaava hulevesi ei muodostaisi lammikoita, vaan valuisi kadulta imeytettäväksi.
84 79 Urheilukentän kokonaispinta-ala on noin 3500 neliömetriä. Jos kentän pinnalle ohjattaisiin vesimassa, joka peittäisi keskimäärin noin puolet kentän pinta-alasta ja muodostaisi lammikon jonka syvyys olisi 2 3 senttimetriä, imeytettävän huleveden määrä olisi kuutiometriä. Jos urheilukenttää ei ole mahdollista käyttää hulevesien hallinnassa, eräänä vaihtoehtona on muodostaa kentän reuna-alueita ojittamalla reitti, joka kykenee varastoimaan, imeyttämään sekä johtamaan hulevesiä toisaalle. Vedet ohjattaisiin ojaverkostoon hulevesikaivoista ylivuotoputkella. Pitkä ojaverkosto kykenisi varastoimaan ja imeyttämään suuren määrän hulevesiä, mutta kapasiteetti jäisi pienemmäksi kuin koko kenttää hyödyntämällä. Ojien tulviminen estettäisiin asentamalla ojasta ylivuoto putki Puistokadun alempaan hulevesiverkoston osaan. Ongelmana ojittamisessa olisi kentältä valuvat hulevedet, jotka vaatisivat osan ojan tarjoamasta varastointikapasiteetista. Ojan reunat olisi muotoiltava siten, että kentän alueella muodostuvat hulevedet eivät valu ojaan. Ennen muokkausten suorittamista urheilunkentän imeytysominaisuudet tulisi tutkia, jotta mahdolliset muutostarpeet imeyttävien alueiden pohjarakenteisiin voidaan kartoittaa. Imeytysominaisuuksia voidaan parantaa suorittamalla massanvaihto, jossa imeytymistä tehostetaan muovaamalla karkeasta kiviaineksesta pidätysja imeytymiskerros. Myös salaojittaminen tehostaisi kentän imeytysominaisuuksia.
85 80 10 YHTEENVETO KOHDEALUEISTA Molempien kohdealueiden hulevesijärjestelmän kapasiteetin voidaan todeta olevan riittämätön valuma-alueilta virtaavien hulevesien hallinnassa, jos kapasiteettia verrataan mitoitussateella (110 l/s ha) muodostuviin vesimassoihin. Todellinen laskennallinen mitoitussade verkostoille molemmilla kohdealueilla on huomattavasti pienempi kuin mitä virallisissa ohjeissa on annettu. Normaaleiden sateiden hallintaan viemärijärjestelmät ovat riittäviä. Taulukossa 14 on esitetty kohdealueiden verkostojen maksimivirtauksen suhde mitoitussateella tapahtuvaan virtaukseen. Taulukko 14. Kohdealueiden mitoitus Kohde- Pinta- Runkoverk- Kapasiteet- Tod. mitoitus- Kokonaisvirta- alue ala ha ko mm ti l/s sade (l/s ha) us l/s (110 l/s ha Keskusta 13, Puistokatu 24, Keskustan kohdealueen valuma-alueella muodostuvien hulevesien vähentäminen on vaikeaa, koska huleveden imeyttämiselle soveltuvia alueita on vähän. Hallinta tulisi suorittaa ratkaisuilla, joilla suurten hulevesi määrien hallinta voidaan suorittaa keskitetysti. Imeyttäminen ja viivyttäminen on mahdollista puistoalueilla, myös viherkattojen käyttäminen hulevesien viivyttämisessä olisi mahdollista. Puistokadulle virtaavien hulevesien määrää olisi mahdollista vähentää lisäämällä imeyttämistä koko valuma-alueen laajuudella. Puistokadulla hulevesistä aiheutuneita ongelmia voidaan vähentää ohjaamalla hulevesiä viheralueille imeytettäväksi tai varastoitavaksi tilapäisesti. Soininpolun kadun kaltevuuden korjauksella olisi mahdollista ehkäistä lammikoiden muodostuminen ja ohjata hulevedet imeytettäväksi viheralueille.
86 81 Taulukoissa 15 ja 16 on esitetty hallintavaihtoehtojen kapasiteetti, vaikutus hulevesiverkostossa virtavan veden määrään ja kustannusarviot hallintamenetelmien rakentamisesta. Taulukko 15. Keskustan kohdealueen hallinnan kehittäminen Menetelmä Kohde Kapasiteetti m 3 Vaikutus virtaukseen l/s Kustannusarvio Hansa Viherkatto Keskuskirjasto Keskuspuisto Viivytys- ja imeytys Kaupungintalon puisto Hallittu tulviminen Välikatu Taulukko 16. Puistokadun kohdealueen hallinnan kehittäminen Menetelmä Kohde Kapasiteetti m 3 Vaikutus virtaukseen l/s Kustannusarvio Imeyttäminen Katujen viheralueet Urheilukenttä Taulukossa 17 on käsitelty hallintamenetelmien soveltuvuuksia kohdealueille. Keskustan kohdealueella on mahdollista soveltaa useampia hallintamenetelmiä kuin Puistokadun kohdealueella, koska hallintaa on mahdollista suorittaa hajaututusti. Myös hulevesien hallinnan hoitaminen keskitetysti suurien hulevesimäärien osalta on mahdollista käyttämällä maanalaisia tai -päällisiä viivytysrakenteita. Puistokadulla viemäriverkostossa virtaavan huleveden suuri määrä rajoittaa hallintavaihtoehtojen valintaa. Kohdealueella tulisikin keskittyä verkon kapasiteetin
87 82 ylittävien hulevesien hallintaan. Kapasiteetin ylittäviä hulevesien hallinta perustuu hulevesien imeyttämiseen ja viivittämiseen viheralueilla. Taulukko 17. Hallintamenetelmien soveltuus kohdealueelle, (x)=soveltuu rajoituksin Kävelykatu Puistokatu Tekniset menetelmät Mitoituksen muuttaminen Verkoston muuttaminen (x) Pumppaus (x) Katurakenteet x x Korkeussuhteiden muuttaminen x x Viivytysrakenteet x (x) Luonnonmukaiset menetelmät Vähentäminen Läpäisevät päällysteet x Imeyttäminen x x Viherkatot x Johtaminen Kourut x Viherpainanteet x x Viivyttäminen Painanteet x x Kaivannot Vesistöt Tulvareitin muodostaminen (x)
88 83 11 KESÄN 2008 SADE- JA PINNANKORKEUSMITTAUKSET Kesän 2008 aikana seurattiin Kouvolan keskustan sademääriä ja sateiden kestoaikoja sekä kävelykadulle sijaitsevan hulevesiverkoston purkukaivon pinnankorkeutta. Kouvolan Veden Savonkadulla sijaitsevan varikkorakennuksen katolle asennetulla sademittarilla seurattiin sademääriä ja keskustan kohdealueen hulevesikaivoon asennetulla pinnankorkeuden mittarilla seurattiin hulevesikaivossa virtaavan veden pinnankorkeutta. Savonkadulla sijaitseva sademittari ei sijaitse pinnankorkeudenmittauskaivon valuma-alueella. Sademittari ja pinnankorkeuden mittari sijaitsevat noin 850 metrin etäisyydellä toisistaan (kuvio 41). Kuvio 41. Sade- ja pinnankorkeusmittareiden sijainnit (WebMap Kouvola 2008) Pinnankorkeutta ja sadetta mittaavien mittareiden etäisyys aiheutti epävarmuustekijöitä mittaustuloksiin. Sademittarin mittaama sademäärä ei ole suoraan verrannollinen ydinkeskustan sademäärään. Ydinkeskustassa tapahtunut sadanta on voinut olla voimakkaampaa tai heikompaa kuin sademittarin kohdalla tapahtunut.