Hulevesikosteikkojen rakentaminen taajama-alueille

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan taajama-alueiden hulevesikosteikkojen rakentamisen vaiheet alkaen suunnittelusta ja mitoituksesta, ja päättyen toimivuuden ja ylläpidon tarkasteluun. Lisäksi käydään läpi yleisesti hulevesien määrää ja laatua sekä niiden hallintaa.

Hulevesi tarkoittaa rakennetulle alueelle kerääntynyttä sade- ja sulamisvettä. Huleveden määrä ja laatu riippuvat esimerkiksi sateen kestosta ja intensiteetistä sekä aluetekijöistä. Eri alueiden välillä hulevesien laadullisessa koostumuksessa on suuria eroja. Hulevedet sisältävät monenlaisia haitta-aineita, joita ovat esimerkiksi orgaaniset yhdisteet ja metallit. Aluetekijät vaikuttavat myös huleveden määrään, sillä mitä enemmän läpäisemätöntä pintaa, sitä enemmän hulevettä kertyy, koska hulevesi ei pääse imeytymään maaperään. Tämän takia tarvitaan hulevesien hallintamenetelmiä.

Hulevesien hallinnan tavoitteina on pitää taajamat kuivina, estää tulvat ja vaikuttaa pinta- ja pohjavesien hyvään tilaan ja laatuun. Hallintamenetelmiä on useita, niillä voidaan vaikuttaa sekä hulevesien määrään että laatuun. Yksi menetelmistä on hulevesikosteikko, joka voi olla luonnontilainen tai keinotekoisesti rakennettu alue, joka sisältää esimerkiksi altaita, uomia ja kasvillisuutta. Kosteikko puhdistaa hulevesiä fysikaalisten, biologisten ja kemiallisten prosessien avulla, joita ovat mm. kiintoaineen laskeutuminen, fosforin sitoutuminen maahiukkasiin, typen nitrifikaatio ja denitrifikaatio sekä ravinteiden pidättyminen kasvillisuuteen. Lisäksi hulevesikosteikko pienentää virtaamahuippuja ja lisää huleveden viipymää. Kosteikkojen toimivuutta on tutkittu Suomessa ja tässä työssä läpikäydyistä esimerkkituloksista selviää, että kosteikot pystyvät pidättämään ainakin fosforia, typpeä sekä sinkkiä Suomen olosuhteissa.

Kosteikkojen suunnitteluun ja mitoitukseen löytyy ohjeita kirjallisuudesta ja tutkimuksista. Pääsääntönä on suhteuttaa kosteikon koko alueeseen, mistä hulevettä kertyy ja valita rakentamispaikaksi luonnonmukainen painanne tai pintavalunnan reitti. Tällöin vähennetään rakennustyötä. Rakennustyön vaiheita ovat alueen raivaus, altaiden kaivaminen, padon rakentaminen sekä kasvillisuuden istuttaminen. Tärkeä toimenpide on myös kosteikon ylläpito, sillä hyvin hoidetun ja kunnossapidetyn kosteikon toiminta ja teho pysyvät hyvinä. Ylläpidon toimenpiteitä ovat kosteikon puhtaanapito, kiintoaineen poisto sekä kasvillisuuden hoito.

This bachelor’s thesis examines the phases of building wetlands in urban areas. Process begins with designing and sizing of wetland and ends with functionality and maintenance. In addition, there is also generally review of stormwater quantity, quality and their management.

Stormwater means water which accumulates rainwater and snowmelt in urban areas. The quantity and quality of stormwater depends on time of rain event, the intensity of rain and the area. Quantity and quality of stormwater has a large scale of variation between different areas. Stormwater contains many different contaminants, for example organic compounds and metals. Quantity depends on the impervious area because water cannot infiltrate to soil. Therefore, stormwater requires management methods.

The goals of stormwater management are that urban areas stay dry, prevent floods and influence the good condition and quality of water. There are many different stormwater management systems which affect the quantity and quality of stormwater. One management system is wetland. It is natural or constructed area which contain e.g. ponds, channels and vegetation. Wetland purifies stormwater by physical, biological and chemical processes. For example, purifying processes are solids deposition, phosphorus abstention, nitrogen nitrification and denitrification and nutrient detention. Wetland also lower the flow peaks and increase the delay of stormwater. There are studies about how wetlands work. In Finland this works studied example wetlands can reduce the amount of phosphorus, nitrogen and zinc.

Instructions for the designing and sizing of wetlands can be found in literature and researches. The general rule is proportioning the wetland size to compare to the area where stormwater accumulates. The easiest way is chosen natural trench or surface runoff route to building place. This will reduce construction work. Construction work phases are clearance the area, ponds excavation, construction the dam and planting vegetation. Important operation is also the maintenance of wetlands because well-maintained wetland remains it’s functioning and efficient. Operations of maintenance are wetland cleaning, solids removing and vegetation management.