Hulevesitulvahaittojen ehkäiseminen kaupunkialueilla
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Author
Date
2013
Department
Major/Subject
Vesitalous ja vesirakennus
Mcode
Yhd-12
Degree programme
Language
fi
Pages
108 + [6]
Series
Abstract
The aim of this study was to examine the reasons behind storm water flooding in urban areas and to present solutions for preventing and controlling these floods in areas of different urban structures. Some of the problem sites presented in an earlier flood risk report of the City of Helsinki have been used as an example. The study was divided into literature review, problem analyses of selected sites and solutions derived from the earlier study parts. The sewer systems of the case sites were modelled using the Storm Water Management Model (SWMM) and the created models were used in the problem analyses. The model was tested by comparing results with actual runoff event as well as conducting a sensitivity analysis to the calibration parameters. Based on the problem analysis and literature, several alternative plans and cost estimates were presented for the removal of storm water flooding. Flooding of the selected sites in current state as well as with the presented solutions was assessed with design storms of one hour and 24 hours with a return period of 100 years. Based on the problem analyses and literature review, reasons for storm water flooding in urban areas were discussed. During the study, SWMM was identified as a valuable tool for analysing the reasons behind storm water floods as well as testing the functionality of possible corrective measures. The sensitivity analysis showed that it is not strictly required to calibrate SWMM against runoff measurements as reasonable accuracy is achieved with values obtained from literature. This makes SWMM a more attractive tool to use in storm water flood analysis as the calibration against measurements is often time consuming and costly. During the study it was discovered that storm water flooding is mostly caused by exceeding the capacity of the sewers, backwater effect and site elevation. The sole use of terrain model is not sufficient for recognising the problems and therefore the sewer system has to be taken into account. The rain events leading to storm water flooding occur mainly in summertime and intensity seems to play a significant role in creating a flood. Created model suggests that long rain events with low intensity are not so important in flooding although the amount of rain can be equal with the heavier short rain events. The study also presents that currently used design storms should be renewed in order to take the short and rain events better into consideration.Työn tarkoituksena oli tarkastella syitä tiheästi rakennetuilla taajama-alueilla tapahtuville hulevesitulville sekä esittää ratkaisuja kaupunkirakenteeltaan erilaisten kohteiden hulevesitulvien ehkäisylle ja hallinnalle. Esimerkkeinä on käytetty valittuja kohteita Helsingin kaupungin hulevesitulvaherkistä alueista tehdyssä selvityksessä esitetyistä ongelmakohteista. Työ jakautui kirjallisuustutkimukseen, kohteiden ongelma-analyyseihin sekä näiden pohjalta tehtyihin ratkaisuehdotuksiin. Kohteiden viemäriverkoston toimintaa on mallinnettu Storm Water Management Model -ohjelmistolla ja mallia on käytetty apuna kohteiden ongelma-analyysissä. Mallin toimivuutta on tarkasteltu vertaamalla mallin antamia tuloksia todelliseen tunnettuun valuntatapahtumaan sekä suorittamalla mallin kalibrointiparametreille herkkyysanalyysi. Ongelma-analyysin ja kirjallisuuden pohjalta kohteille on muodostettu useita vaihtoehtoisia suunnitelmia hulevesitulvien haittojen ehkäisemiseksi ja suunnitelmille on laadittu kustannusarviot. Kohteiden tulvimista nykyisellään sekä ehdotettujen muutosten jälkeen on tarkasteltu kerran sadassa vuodessa tapahtuvien tunnin ja 24 tunnin mitoitussateiden aikana. Kohteiden ongelma-analyysien ja kirjallisuustutkimuksen perusteella on pohdittu laajemmin syitä hulevesitulvien esiintymiselle tiiviisti rakennetuilla alueilla. Työn aikana SWMM havaittiin hyödylliseksi työkaluksi hulevesitulvaherkkien kohteiden ongelmien analysoinnissa ja ratkaisusuunnitelmien toimivuuden tarkastelussa. Lisaksi herkkyysanalyysi osoitti, että SWMM:n kalibrointi mittauksin ei ole välttämätöntä vaan hyväksyttävään tarkkuuteen päästään myös kirjallisuudesta saatujen arvojen avulla. Tämä laskee kynnystä käyttää ohjelmistoa hulevesitulvien tarkastelussa, sillä kalibrointiparametrien määritys mittaamalla on usein aikaa vievää ja kallista. Työn aikana havaittiin, että pääasiassa hulevesitulviminen aiheutuu ongelmakohteiden viemärikapasiteetin ylittymisestä, alapuolisen viemäriverkoston padotusvaikutuksesta sekä kohteen maastonmuodoista. Pelkän maastomallin käyttö ongelman tunnistamisessa ei kuitenkaan riita, vaan viemäriverkoston toiminta tulee ottaa huomioon. Hulevesitulviin johtavat erityisesti kesällä tapahtuvat rankkasateet ja sateen suurella intensiteetillä vaikuttaa olevan huomattava merkitys hulevesitulvan synnylle. Mallin mukaan pitkät sateet, joiden intensiteetti on pienempi, eivät vaikuta merkittävästi tulvien syntyyn vaikka satava kokonaisvesimäärä saattaa vastata lyhytkestoista rankkasadetta. Työssä esitetään myös muutoksia nykyisiin mitoitussadekäytäntöihin erityisesti mallintamisen osalta, jotta lyhytaikaiset rankkasateet voidaan ottaa paremmin huomioon.Description
Supervisor
Koivusalo, HarriThesis advisor
Alatyppö. VilleKeywords
storm water, hulevedet, storm water management, hulevesien hallinta, urban flooding, hulevesitulvat, SWMM, viemäritulvat
