Hulevesimallinnus ja tulvariskin arviointi Turun sataman valuma-alueella

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2016-10-17
Department
Major/Subject
Vesi- ja ympäristötekniikka
Mcode
R3005
Degree programme
Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
51+6
Series
Abstract
Kaupunkirakenteen tiivistyminen ja läpäisevien pintojen määrän ja laadun muuttuminen vaikuttavat kaupunkihydrologiaan ja lisäävät tarvetta hallita hulevesiä tulvavahinkojen välttämiseksi. Hulevesien hallinta on tullut osaksi kaupunkisuunnittelua ja sen huomiointiin kaavoituksessa ohjataan Suomessa myös lainsäädännöllä. Hulevedet nähdään yhä useammin mahdollisuutena ja osana kaupunkiympäristöä, sen sijaan että ne nähtäisiin haittana. Hulevesiä suositellaan pidättämään ja imeyttämään niiden syntypaikalla sen sijaan että ne johdettaisiin viemäriin. Tämän työn tavoitteena oli mallintaa Turun sataman valuma-alueen hulevesiverkostoa rankkasadetilanteessa ja arvioida eri skenaarioiden avulla alueen tulvariskiä. Lisäksi mallinnuksen avulla tutkittiin, millaisia vaikutuksia viherkatoilla voisi olla alueen hulevesiin. Turussa hulevesien hallinta on mukana suunnittelussa, kun keskustan ja sataman aluetta kaavoitetaan. Turun sataman valuma-alueelle tyypillistä on sen tasaisuus. Hulevesiverkoston kapasiteettia rajoittavat osittain merenpinnan alapuolella sijaitseva verkoston alaosa sekä verkostoon liittyvä jätevedenpuhdistamon purkuputki. Skenaarioiden avulla tutkittiin maaperän johtavuuden vaikutusta, merivesitulvaa sekä tilannetta, jossa jätevedenpuhdistamon purkuvesiä ei enää johdeta hulevesiverkostoon. Lisäksi mallinnettiin eripaksuisia viherkattoja eri alkukosteuksilla 100 %:lle ja 10 %:lle valuma-alueen katoista. Mallinnus tehtiin SWMM5-ohjelmalla. Mallin rakennuksessa käytettiin vastikään kehitettyä GisToSWMM5-ohjelmaa. Mallinnus tehtiin vuoden 2012 elo- ja lokakuun rankkasadetapahtumille, jotka aiheuttivat Turussa hulevesitulvia ja vahinkoja. Tulosten perusteella jätevedenpuhdistamon purkuvesien poistaminen hulevesiverkostosta ei rankkasateella välttämättä vähentäisi merkittävästi verkoston tulvintaa, vaikka kokonaisvalunta vähenisikin huomattavasti. Merivesi rajoittaa hulevesiverkoston kapasiteettia rannikolla, mikä lisää myös hulevesitulvariskiä ylempänä verkostossa. Viherkatoilla puolestaan voidaan vaikuttaa hulevesien pidätykseen ja sadejakson ensimmäiseen virtaamahuippuun madaltavasti.

Denser cities and changes in the amount and quality of pervious surfaces have an impact on the urban hydrology and increase the need to manage storm water to avoid flood damages. Storm water management has become a part of city planning and also the Finnish law requires storm water issues to be included in new city plans. Storm water is increasingly seen as an integral part of the city environment, rather than a problem that needs to be removed. Storm water is recommended to be retained and infiltrated on site instead of directing it to the sewage network. The aim of this study was to model the storm water drainage network in Turku harbor catchment during a heavy rain and assess the flood risk of the area with the help of different scenarios. The impact of green roofs on the storm water quantity in the area was also modelled. In Turku storm water management is addressed in planning new developments in the city center and the harbor area. The harbor catchment is typically very flat. Factors limiting the capacity of the drainage network are the situation of lower part of the network below the sea level and the connection between wastewater treatment plant’s discharge pipe and the network. Different scenarios were constructed for studying the impact of the hydraulic conductivity of soil, coastal flood, and conveying the wastewater treatment plant discharge directly to the sea with a new pipeline. In addition, the impact of green roofs with different thicknesses and initial moisture contents was modelled using 100 % and 10 % coverage of the catchment roof area. Modelling was carried out with SWMM5 using heavy rain events from August and October 2012, which had caused storm water flood damage in the study area. The model parametrizations were created with the aid of the recently developed GisToSWMM5 program. According to the modelling results redirecting the wastewater discharge would not necessarily decrease significantly flooding in the although the total discharge would decrease. Sea level limits the capacity of the drainage network on the coast, which increases the risk of storm water floods also in the upper parts of the network. Green roofs increase the water retention capacity lowering especially the first flow peak.
Description
Supervisor
Koivusalo, Harri
Thesis advisor
Kokkonen, Teemu
Warsta, Lassi
Keywords
SWMM5, hulevedet, tulvariski, viherkatot
Other note
Citation