Kilsoinojan valuma-alueen hydrologia ja hulevesikosteikkojen vaikutus virtaamiin
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Author
Date
2015-08-24
Department
Major/Subject
Vesi- ja ympäristötekniikka
Mcode
R3005
Degree programme
Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
84
Series
Abstract
Tässä työssä käsitellään läpäisemättömyyden luokittelua, sadetapahtumien hydrologiaa ja kosteikkojen vaikutusta virtaamiin. Työ suoritettiin Uudenmaan ELY-keskuksessa osana Euroopan Unionin rahoittamaa Life+11 ENV/FI/911 Keidas-projektia, jota koordinoi Helsingin yliopiston metsätieteiden laitos ja projektipartnereina toimivat Uudenmaan ELY-keskus, Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys sekä Vihdin kunta. Työn tutkimusalueen eli Vihdin Kilsoinojan valuma-alueen läpäisemättömät pinnat (TIA) luokiteltiin käyttäen automaattista luokittelumenetelmää ja erittäin korkean resoluution ilmakuvia. Automaattinen menetelmä oli tehokas ja tuotti tarkkaa tietoa pintojen tyypeistä. Väärin luokiteltuja pikseleitä jäi kuitenkin jonkin verran erityisesti varjon ja paljaan maan luokkiin. Kilsoinojan valuma-alueen alaosaan on rakennettu kaksi kosteikkoa, Niittu ja Portti (0,22 % valuma-alueesta). Kahden vuoden automaattiseurantaan perustuvassa hydrologisessa tarkastelussa havaittiin, että kasvukaudella pääosan kosteikkojen valunnasta sadetapahtumissa tuottaa harjulla sijaitseva taajaman osavaluma-alue (260 ha, TIA 32 %) ja kasvukauden ulkopuolella savi- ja kalliomaalla sijaitseva pelto- ja metsävaltainen osavaluma-alue (202 ha, TIA 2 %). Koko valuma-alueen (550 ha) keskimääräinen valuntakerroin oli kasvukaudella 0,05 ja kasvukauden ulkopuolella 0,18 suurimpien arvojen ollessa vastaavasti 0,17 ja 0,38. Läpäisevät pinnat tuottivat siis suurilla sateilla ja kasvukauden ulkopuolella merkittävästi valuntaa, sillä koko valuma-alueen läpäisemättömyys oli 16 %. Suurimmat hetkelliset valumat havaittiin pelto- ja metsävaltaisella osavaluma-alueella kevään lumen sulamisen aikaan (3,8 l/s/ha) ja taajaman osavaluma-alueella kesän lyhyen rankkasateen jälkeen (2,7 l/s/ha). Kilsoinojan kosteikkojen viivytystilavuus on nykytilassa riittävä laskennallisten muutaman kerran vuodessa toistuvien rankkasateiden sekä tätä pienempien sateiden viivyttämiseen kasvukaudella. Kasvukauden ulkopuolella kosteikkojen viivytystilavuus on usein osittain valmiiksi täyttynyt, joten se saattaa ylittyä jo keskisuurilla sateilla. Alustavan tarkastelun pohjalta suurempi ylävirran Niittu-kosteikko tasoittaa virtaamahuippuja keskimäärin 60 % ja huiput pienenivät, kun kosteikon viivytystilavuus ei ylittynyt. Niitun alapuolella sijaitsevalla pienemmällä Portti-kosteikolla keskimääräinen pienentyminen aleni 19 %:sta 7 %:iin Niitun rakentamisen jälkeen, sillä virtaamahuiput tasoittuivat jo Niitulla.This study focuses on imperviousness classification, hydrology of rainfall events and the effect of stormwater wetlands on stream flow. The study was conducted at the Uusimaa Centre for Economic Development, Transport and the Environment as a part of EC funded Life+11 ENV/FI/911 Urban Oases Project, which is carried out by the University of Helsinki Department of Forest Sciences (coordinating), Uusimaa Centre for Economic Development, Transport and the Environment; Water Protection Association of the River Vantaa and Helsinki Region; and the Municipality of Vihti (partners). The impervious surfaces of the study catchment Kilsoinoja were classified using an automatic image classification procedure and very high resolution aerial images. The automatic method was efficient and it provided accurate information on the types and locations of different impervious and pervious surfaces. Some misclassified pixels remained especially in the classes shadow and bare earth. Two stormwater wetlands have been established in downstream sections of Stream Kilsoinoja, named Niittu and Portti (0,22 % of catchment). Two years of automated hydrologic monitoring showed that after rainfall events, the urban subcatchment located on a ridge (260 ha, TIA 32 %) produced more runoff than the agricultural and forested subcatchment (202 ha, TIA 2 %) located on clay and rocky soil during warm season, whereas in cold season the situation was opposite. The runoff coefficient of the whole catchment (550 ha) was 0,05 during warm season and 0,18 during cold season whereas the highest values were 0,17 and 0,38, respectively. The pervious surfaces produced remarkable amounts of runoff during heavy rainfall and cold season since TIA for the entire catchment was 16 %. The highest observed runoff rates were observed during spring snow melt in the agricultural and forested subcatchment (3,8 l/s/ha) and after a short heavy rain in summer in the urban subcatchment (2,7 l/s/ha). The storage volume of the wetlands can delay runoff produced by a medium storm in the current land use situation during the warm season. During the cold season, the storage volume is often partially full and medium size storms can produce enough runoff to exceed the storage volume. Based on preliminary inspection the upper Niittu wetland attenuated peak flows on average 60 % and attenuation occurred if the storage volume was not exceeded. The smaller Portti wetland downstream attenuated peak flows on average 19 % before Niittu was built. After completion of the Niittu wetland upstream, the attenuation reduced to 7 % since Niittu had already attenuated the flow.Description
Supervisor
Koivusalo, HarriThesis advisor
Rantakokko, KariWahlroos, Outi
Keywords
hulevesi, kosteikko, läpäisemättömän pinnan automaattinen luokittelu, valuntakerroin, Kilsoinoja
