Valikoitujen alikulkujen hulevesipumppaamoiden mitoitus ja ylivuotoreittien tarkastelu Oulussa

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia valikoitujen Oulussa sijaitsevien alikulkujen hulevesipumppaamoiden ja -verkostojen toimivuutta, tarkastella niihin liittyviä ylivuotoreittejä sekä selvittää, millaisia vaikutuksia hulevesipumppaamoiden pumppujen kapasiteettien kasvattamisella olisi kohteissa. Työn kirjallisuusosuudessa tarkasteltiin tutkimukseen liittyviä ilmiöitä ja teoriaa sekä aiheeseen liittyviä ohjeistuksia ja lainsäädäntöä. Työn tutkimusosuus toteutettiin mallintamalla Fluidit Storm -ohjelmistolla. Hulevesimallit rakennettiin jokaiselle tutkittavalle kohteelle lähtöaineistojen perusteella. Nykyisten hulevesiverkostojen ja mallinnettujen ylivuotoreittien toimivuutta tarkasteltiin 10 ja 60 min sadetapahtumilla, joista osa oli teoreettisia ja osa pohjautui mitattuihin rankkasateisiin. Mallien kalibroinnissa hyödynnettiin puolestaan Ilmatieteenlaitokselta saatuja säätutkaan perustuvia mitattuja sadetapahtumia sekä saatuja pumppaamoiden käyntitietoja. Pumppaamoiden nykyisiä mitoituksia arvioitiin yleisesti käytössä olevilla tasaisen intensiteetin mitoitussateilla. Pumppaamoiden pumppujen tuottoa kasvatettiin hakemalla laitevalmistajalta tehokkaampien pumppujen pumppukäyriä ja ajamalla niillä hulevesimallit läpi. Tuloksissa tarkasteltiin tulvivien kaivojen lukumääriä ja keskimääräisiä tulvamääriä sekä vedenpinnankorkeuksia alikulkujen kohdilla mallinnetuilla ylivuotoreiteillä nykyisillä ja uusilla pumppaamoiden mitoituksilla sekä sadetapahtumilla 1/5 a 10 min (nykyinen mitoitus), 1/10 a 10 min (ilmastonmuutoksen vaikutus) ja mitatuilla todellisilla sateilla.

Saatujen tulosten perusteella alikulkujen hulevesipumppaamoiden pumppujen tuottojen kasvattamisella ei saatu merkittävää hyötyä tutkittavissa kohteissa. Tulosten mukaan vedenpinnankorkeudet laskivat hieman tai pysyivät ennallaan alikuluissa, kun pumppujen tuottoja kasvatti. Etenkin kohteissa, joissa pumppaamon jälkeinen hulevesiverkosto oli suhteellisen pitkä ennen purkua ojaan tai vesistöön, havaittiin vastaanottavan verkoston kapasiteetin ylitystä tehokkaammilla pumpuilla. Osassa kohteissa taas havaittiin, että alikulun ja suoraan hulevesipumppaamolle liitetyn verkoston osuus oli varsin pieni, ja että suurimmat tulvat tapahtuivat tämän alueen ulkopuolella. Näiden lähivaluma-alueiden verkostojen kapasiteettien ylitykseen ei voitaisi vaikuttaa alikulkujen hulevesipumppaamoiden mitoituksilla suoraan. Mallintamisen osalta parannettavaa jäi vielä etenkin mallien kalibroinnissa sekä mallinnettujen ylivuotoreittien toimivuuden tarkastelussa. Huomioiden mallinnuksella saadut tulokset sekä pumppaamoiden ja mahdollisesti vastaanottavien verkostojen saneerauksista oletettavasti aiheutuvat kustannukset ja hiilijalanjäljet, voisivat valuma-alueilla tehdyt muokkaukset olla kokonaisuutena kustannustehokkaampi ratkaisu alikulkujen hulevesitulvien hallinnassa.

Saatuja tuloksia ja työssä rakennettuja hulevesimalleja voidaan hyödyntää jatkossakin hulevesienhallinnan suunnittelussa Oulun kaupungilla. Hulevesimalleja voidaan tarkentaa muun muassa puuttuvien verkostotietojen osalta sekä valuma-alueiden tarkastelulla. Pumppaamoiden mitoitusta voidaan puolestaan täydentää tulo- ja lähtöputkien halkaisijoiden ja säiliöiden tilavuuksien osalta.