Ing.-Pesendorfer-Strasse 31 | A-4540 Bad Hall T. Agruline 1/1 HYDRO CLICK Juomavesisäiliöiden pinnoitus NOPEA JA VARMA ASENNUS HYDRO CLICK -levyt kiinnitetään esiasennettuihin profiileihin 50 VUODEN KÄYTTÖIKÄ PE ei sisällä pehmittimiä, ja se kestää jäätymistä ja korroosiota VÄHÄINEN HUOLLON TARVE Vaalea pinta, korkeapainepuhdistus, vuodonvalvonta VANKKA KOKEMUS MUOVEISTA Vuosikymmenten kokemus sekä tutkimusja kehitystyö agru Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H. +43 7258 7900 | office@agru.at | www.agru.at
Kansikuva:. Piia Leskinen ja Minna Kivimäki 42 Työmaavesien hallinnan nykytila Marcus Pellas ja Heidi Vilminko MUUT AIHEET 45 Digitalisoituminen vesitekniikan opetuksessa Teemu Kokkonen, Maija Taka, Marko Keskinen ja Karoliina Pakkanen 51 Etelä-Afrikkalainen vesitorni Marko Kallio, Tuomas Haapala, Jennifer Schürr, Dorottya Füleki, Jimi Bäck, Sun Yu Ching ja Simbarashe Nhokovedzo 55 Kohti monihyötyisiä, luontopohjaisempia hulevesiratkaisuja Krista Koski ja Meri-Maaria Salo 57 Uudenmaan omalaatuinen asutushistoria Reijo Solantie 60 Vesialan opinnäytetyöt 62 Ajankohtaista vesiyhdistykseltä 64 Liikehakemisto 66 Abstracts 67 Vieraskynä Tuulia Innala VESITALOUS www.vesitalous.fi VOL. Vesitalous 5/2024 ilmestyy 16.10. Tämän numeron kokosi Piia Leskinen e-mail: Piia.Leskinen@turkuamk.fi Lehti ilmestyy kuusi kertaa vuodessa. 4 Hulevesien hallinnan kansallisen ohjeistuksen päivittäminen esillä Hulevesijaoston seminaarissa Piia Leskinen, Pekka Heinonen ja Juhani Järveläinen KAUPUNKIVESIEN HALLINTA 6 Hulevesien haitta-ainepitoisuuksien ohjearvojen määrittäminen vastaanottavan ympäristön eliöiden herkkyyden perusteella Jukka Sainio 10 Tavoitteena luontopohjainen hulevesien hallinta – apua menetelmävalintaan valintaja ohjekorteilla Eeva-Riikka Rautarinta ja Pekka Heinonen 16 Lumen ja sulamisvesien laadun tutkimus ja talviaikaisten hulevesiriskien arviointi Lahdessa ja Hollolassa Juhani Järveläinen ja Heidi Vilminko 23 Hulevesimallinnuksen hyödyntäminen kaupunkiorganisaatiossa – VEMA-hanke Vaasassa Camilla Tuomela ja Hannes Björninen 27 Tietopohjaa sadeskenaarioiden ja tulvamallien tarkastelusta varautumistason asettamiseksi Helsingille Kajsa Rosqvist ja Nora Sillanpää 31 Helsingin sekaja erillisviemäröinnin vertailu ja vaikutusarvio Jussi Ristimäki, Johanna Pajari, Terhi Renko, Anne Liljendahl ja Maija Vilpanen 36 Uusien menetelmien yhdistäminen hulevesien hallitsemisen kehittämiseksi Emil Nyman, Jan-Hendrik Körber, Ashvin Chaudhari ja Harry Edelman 39 Hulevesiseminaarin työpajan satoa – miten hulevesien viivytysvaatimuksia ja viherkertoimia pitäisi kehittää. Vuosikerran hinta on printtilehtenä 65 € ja digilehtenä 50 €. Ilmoitusvaraukset 4.9. LXV Sisältö 4/2024 JULKAISIJA JA KUSTANTAJA Ympäristöviestintä YVT Oy Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki Puhelin (09) 694 0622 Yhteistyössä Suomen Vesiyhdistys ry PÄÄTOIMITTAJA Minna Maasilta Maaja vesitekniikan tuki ry Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki e-mail: minna.maasilta@mvtt.fi TOIMITUSSIHTEERI / ILMOITUKSET Jarkko Narvanne Elontie 115, 00660 Helsinki Puhelin 045 305 0070 e-mail: toimitus@vesitalous.fi TILAUKSET JA OSOITTEENMUUTOKSET Taina Hihkiö Maaja vesitekniikan tuki ry Puhelin (09) 694 0622 e-mail: vesitalous@vesitalous.fi ULKOASU JA TAITTO Taittopalvelu Jarkko Narvanne, PAINOPAIKKA Punamusta | ISSN 0505-3838 TOIMITUSKUNTA Harri Koivusalo, tekn.tri., teknisen vesitalouden professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Vuokko Laukka, TkT, johtava asiantuntija, Suomen ympäristökeskus Riina Liikanen, tekn.tri., vesiasiain päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Anna Mikola, tekn.tri., apulaisprofessori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Pekka M. Seuraavassa numerossa teemana on Vesialan lainsäädäntö. mennessä. Rossi, tekn.tri., apulaisprofessori, Oulun yliopisto, vesija ympäristötekniikka Maija Taka, fil.tri., akateeminen koordinaattori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Annina Takala, dipl.ins., Suomen Vesiyhdistys ry Saijariina Toivikko, dipl.ins., kehittämispäällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Erkki Vuori, lääket.kir.tri., professori, emeritus, Helsingin yliopisto, oikeuslääketieteen osasto Asiantuntijat ovat tarkastaneet lehden artikkelit
Hulevesien laatua ja hulevesikuormituksen PIIA LESKINEN DI, FT Yliopettaja, Turun ammattikorkeakoulu Piia.Leskinen@turkuamk.fi PEKKA HEINONEN ins. suunnittelun, rakentamisen, mallinnuksen ja kunnossapidon näkökulmista. Aiemmin valta virtaa edustanut pääasiassa viemäröintiin perustuva kuivatusja tulvanhallintakeskeinen suunnittelukäytäntö on laajentunut kokonaisvaltaiseksi hulevesisuunnitteluksi, jossa huomioidaan suunniteltavasta kohteesta riippuen mm. YAMK Erikoissuunnittelija, Tampereen kaupunki JUHANI JÄRVELÄINEN dipl. Huhtikuussa Tampereella järjestetty Hulevesi2024-seminaari keräsi paikan päälle lähes 200 osallistujaa ja piti sisällään 21 esitelmää viiden pääteeman alla. Muuttuva ilmasto näyttäytyy hulevesien hallinnan suurena tulevaisuuden haasteena, jonka vaikutuksista viime vuosina yleistyneet sään ääri-ilmiöt ovat toimineet kouriintuntuvina esimerkkeinä. Pilottikokeilut ja hankkeet hyödyttävät laajempaa yleisöä kuitenkin vain, mikäli niistä saadut kokemukset jaetaan kansallisesti hulevesiammattilaisten yhteisön kanssa. luontopohjaisia ratkaisuja, hajautetun sekä monitoiminnallisen hulevesien hallinnan periaatteita, kiertotaloudellisia näkökohtia sekä maisemallisia ja luontoarvoja. Tässä Vesitalous-lehden teemanumerossa nostetaan tilaisuuden annista esille esitelmiä hulevesien hallinnan ajankohtaisista teemoista. Tähän tarpeeseen pyrkii vastaamaan Suomen Vesiyhdistyksen Hulevesijaoston joka toinen vuosi järjestämä kansallinen hulevesiseminaari, joka on tällä hetkellä suurin Suomessa järjestettävä hulevesiin keskittyvä tiedonjakoja verkostoitumistapahtuma. Tätä kehitystä ovat osaltaan vauhdittaneet monilla tahoilla toteutetut pilottikokeilut ja -hankkeet, joiden myötä käytännön tieto uusista hulevesien hallinnan ratkaisuista ja käytännöistä on lisääntynyt mm. Tätä teemaa käsitellään määrällisen hallinnan näkökulmasta Nora Sillanpään ja Kajsa Rosqvistin hulevesitulvavaara-alueiden määrittämistä käsittelevässä artikkelissa ja laadunhallinnan haasteiden kannalta Juhani Järveläisen ja Heidi Vilmingon talvisaikaisten hulevesien laaturiskejä käsittelevässä artikkelissa. ins Puheenjohtaja, Suomen Vesiyhdistys Hulevesi-insinööri, Lahden kaupunki 4 www.vesitalous.fi PÄÄKIRJOITUS. Hulevesien hallinnan kansallisen ohjeistuksen päivittäminen esillä Hulevesijaoston seminaarissa H ulevesien hallinta on kehittynyt Suomessa huomattavasti viimeisten kahdenkymmenen vuoden aikana
Lisäksi tästä teemanumerosta saa lukea Jussi Ristimäen artikkelin Helsingin sekaviemäröinnin ja erillisviemäröinnin vertailusta ja vaikutusten arvioinnista sekä Emil Nymanin , Jan Körberin , Ashvin Chaudharin ja Harry Edelmanin artikkelin uusien menetelmien yhdistämisestä hulevesien hallitsemiseksi. Esitysten taso ja käytännön järjestelyt keräsivät kehuja seminaarin osallistujilta tänäkin vuonna. Toisessa työpajassa käsiteltiin Kuntaliiton hulevesioppaan päivittämistä ja sen sisällöstä on kerrottu tarkemmin työpajaa fasilitoineen Kuntaliiton erityisasiantuntija Tuulia Innalan vieraskynäkirjoituksessa. Toivotamme kaikki hulevesistä kiinnostuneet tervetulleiksi osallistumaan jaoston tapahtumiin ja toimintaan, joista saa lisätietoja esimerkiksi Vesiyhdistyksen internetsivuilta, hulevesijaoston uutiskirjeestä sekä seuraamalla hulevesijaoston LinkedIn-ryhmää. Tiiviiden asiapitoisten esitysten ohella tapahtuman tärkeää antia on taukojen ja iltatilaisuuden aikana tapahtuva tietojen ja kuulumisten vaihto. Hulevesijaoston järjestämät tapahtumat ovatkin saadun palautteen mukaan vuodesta toiseen keränneet kiitosta erityisesti verkostoitumisen ja tietojenvaihdon mahdollistamisesta; niissä tapahtuvat kohtaamiset edesauttavat alan pitkäjänteistä kehittymistä, sillä ilman henkilötason kontakteja yhteistyö jää valitettavan usein vain paperille. Samalla tutustutaan rennossa ilmapiirissä uusiin ihmisiin, joiden nimet ovat usein jo ennestään tuttuja alan raporteista, uutisista tai etäkokouksista. Hulevesien hallinnan uusiin ratkaisuihin liittyvä tiedonjaon tarve on erityisen akuutti Suomessa, sillä Kuntaliiton hulevesioppaan (2012) julkaisemisen jälkeen hulevesialalla on tapahtunut paljon kehitystä ja kansallisen ajantasaisen ohjeistuksen puuttuessa eri toimijat ovat kehittäneet ja ottaneet käyttöön kirjavan valikoiman ohjeita ja toimintatapoja. Nämä kehitystarpeet on tunnistettu myös laajemmin Suomen hulevesisektorilla, ja niihin liittyen seminaarin toisena päivänä järjestettiinkin kaksi työpajaa, joista ensimmäisessä visioitiin kansallista (sini-)viherkerrointa, työpajan tuloksista tarkemmin Minna Kivimäen ja Piia Leskisen teemaartikkelissa. hallintaa käsittelevät artikkeleissaan Jukka Sainio (ympäristöluvallisten laitosten hulevesien laaduntarkkailu) sekä Marcus Pellas ja Heidi Vilminko (työmaavesien hallinnan nykytila). KVVY Tutkimus Oy 1/4 5 Vesitalous 4/2024 PÄÄKIRJOITUS Vesihuoltolaitosten ykköskumppani KVVY Tutkimus Oy Tutustu palveluihimme Ota yhteyttä: myynti@kvvy.fi, 03 246 1301 Ympäristövastuuta yhdessä Meiltä myös suositut vesilaitoshenkilökunnan koulutukset!. Vesiyhdistyksen hulevesijaoston työvaliokunta pyrkii jatkossakin järjestämään hulevesiseminaarin joka toinen vuosi. Ohjeistusta koskevan teeman osalta Eeva-Riikka Rautarinta ja Pekka Heinonen avaavat artikkelissaan luontopohjaisten hulevesiratkaisujen suunnitteluohjeita ja Hannes Björninen ja Camilla Tuomela käsittelevät artikkelissaan mallinnuksen hyödyntämistä. Erityisen akuutti tarve kansallisen ohjeistuksen päivittämiselle on käytännön suunnittelua tukevien ohjeiden, mallinnuksen käytäntöjen, hulevesisuunnittelun tavoitteiden asettamisen sekä erityyppisiin kohteisiin parhaiten soveltuvien menetelmien valintaan liittyen. Tämän lisäksi järjestetään pienemmän mittaluokan tapahtumia, kuten kenttävierailuja ja etäaamukahvitilaisuuksia, joissa alan ihmiset voivat vaihtaa tietoa ja keskustella alan ajankohtaisista asioista matalalla kynnyksellä
Hulevesien haitta-ainepitoisuuksien ohjearvojen määrittäminen vastaanottavan ympäristön eliöiden herkkyyden perusteella JUKKA SAINIO DI, Water and Environmental Engineering, Aalto-yliopisto Vesitalousasiantuntija, Hämeen ELY-keskus jukka.sainio@ely-keskus.fi 6 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Edellä mainittu diplomityö tehtiin erityisesti ympäristölupavalvonnan tarpeisiin ja ympäristöluvalliset laitokset mielessä. H ulevesien mukana kulkeutuu haitta-aineita erilaisiin ympäristöihin. Tämä on pidettävä mielessä, jos työn tuloksia haluaa soveltaa muihin haitta-aineisiin. Hämeen ELY-keskuksen valvontatiimi on pidemmän aikaa yrittänyt edistää keskustelua hulevesien haitta-ainepitoisuuksien raja-arvoista ja on teettänyt jo kaksi diplomityötä aiheesta. Osa haittaaineista kulkeutuu hulevesien mukana vesistöihin asti ja osa sedimentoituu matkan varrelle esimerkiksi ojiin ja noroihin. Tässä artikkelissa käsitellään työn niitä tuloksia ja johtopäätöksiä, joiden sovellettavuutta hulevesiin yleensä on mahdollista arvioida. Eikä tämä koske pelkästään niin sanottuja kohonneita pitoisuuksia, vaan valvoja saattaa olla aseeton, vaikka hulevesissä havaittaisiin toistuvasti kymmenkertaisesti jätevedenpuhdistamon raja-arvot ylittäviä pitoisuuksia. Haitta-ainepitoisuuksien ohjearvojen puute tuottaa haasteita hulevesien laadun hallinnalle laajasti pitkin kenttää. Ympäristölupavelvollisten laitosten valvonnassa haitta-ainepitoisuuksien raja-arvojen puute realisoituu säännöllisesti, kun velvoitetarkkailussa havaitaan suuria pitoisuuksia. Lisäksi Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston yleinen lupakirja määrittää alakohtaisia raja-arvoja sekä yleiset kynnysarvot hulevesille. Hulevesien laadun hallinta on tärkeää vesistöjen kemiallisen tilan suojelemiseksi, mutta myös paikallisiin haittoihin on kiinnitettävä huomiota. Työ rajattiin haitta-aineiden osalta valikoimaan metalleja ja PAH-yhdisteitä sekä öljyhiilivetyihin. Ilman ohjetai muitakaan arvoja myöskään ympäristölupien valvontaviranomainen ei pääse puuttumaan korkeisiin haitta-ainepitoisuuksiin. Ympäristössä hajoavien ja muuntautuvien aineiden kohdalla haitallisten pitoisuuksien arviointi on monimutkaisempaa, koska olosuhteet vaikuttavat muutoksiin sekä niiden nopeuteen. Ruotsissa kolme eri aluehallinnon tahoa on määrittänyt hulevesille raja-arvot, joista tunnetuimmat lienevät Tukholman läänin raja-arvot. Viimeisimpänä vuonna 2023 julkaistu allekirjoittaneen diplomityö ”Pienvesiin päästettävien hulevesien haittaaineet ja laadun tarkkailu ympäristöluvallisilla laitoksilla”. Suomessa on kuitenkin yleinen ympäristön pilaamisen kielto, joten voisiko ohjearvoina käyttää ekotoksikologian tulosten mukaan ympäristölle haitallisia pitoisuuksia. Ilman minkäänlaisia raja-arvoja valvojan on vaikea perustella esimerkiksi toimenpiteiden edellyttämistä laitoksen hulevesien laadun parantamiseksi. Raja-arvojen metsästys Hulevesien haitta-ainepitoisuuksille ei ole Suomessa määritetty mitään raja-arvoja, joskin työmaavesiohjeet sisältävät usein raja-arvon kiintoaineelle ja öljyille. Muualla raja-arvoja on määritetty. Rajaja kynnysarvoja on esitetty taulukossa 1
Ekotoksikologia ei siis tarjoa valmista vastausta moneenkaan tilanteeseen, eikä hulevesille yleisesti. Toksikologian tuloksista muodostetaan ekotoksikologian tutkimuksessa arvioita haitta-ainepitoisuuksista, jotka aiheuttavat haittaa tietynlaisessa ympäristössä. Asetuksessa kuitenkin erikseen mainitaan, ettei ympäristönlaatunormeja sovelleta ojiin ja noroihin. PNEC-arvo määritellään sovittamalla SSD-käyrä (Species Sensitivity Distribution) koordinaatistoon, jossa eri eliölajit sijoitetaan kumuloituvasti havaitun haitallisen pitoisuuden mukaan. Ohjearvot eri alueilla Ruotsissa ja Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston kynnysarvot. Tämä johtaa siihen, että sinkin makean veden PNEC-arvo, joka on määritetty kalat sisältävällä aineistolla, on suurempi, kuin se olisi ilman kaloja. Esitetty kovuuden 100 mg/l mukaiset arvot. Työssä käsitellyistä metalleista (elohopea, kadmium, kromi, kupari, lyijy, nikkeli ja sinkki) kalat sijoittuvat selvästi toiseen päähän makean veden SSDkäyrää vain elohopealla ja sinkillä. Norot kuivuvat säännöllisesti ja kalankulku on usein estynyttä, joten kaloja ja muita suuria eläimiä noroissa ei tyypillisesti ole, mutta kasvien, hyönteisten ja pienempien eliöiden osalta ero on vähäinen. Toksikologian tieteenala kuitenkin tarjoaa tietoa siitä, miten eliöt reagoivat erilaisiin haitta-ainepitoisuuksiin. Tällä voisi perustella ympäristönlaatunormien käyttöä myös norojen kohdalla. Valtioneuvoston asetuksessa vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista (1022/2006) määrätyt ympäristönlaatunormit perustuvat suoraan meriveden ja makean veden PNEC-arvoihin. ** 500 µg/l Götajoen vesiensuojelualueella ja 100 µg/l lähellä raakavedenottopaikkaa. Sinkkiä kalat taas sietävät muita eliöitä enemmän. 2019) arvioidaan, että lajisto on puroissa ja noroissa hyvin samankaltainen. Yksi ekotoksikologiassa käytetyistä määreistä on PNECarvo (Predicted Negligible Effect Concentration). 7 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Nämä eri tahojen määrittämät pitoisuudet ovat hyvin vaihtelevasti sitovia ja ohjeellisia. Esimerkiksi Göteborgin (2020) julkaisussa raja-arvot ilmoitetaan melko sitovina, kun taas Tukholman läänin julkaisussa (Regionplaneoch trafikkontoret, 2009) painotetaan, että pitoisuudet tulee aina arvioida tapauskohtaisesti ympäristön tila ja muu kuormitus huomioiden. Kaikki arvot kokonaispitoisuuksia µg/l. Biokertyvyytensä takia elohopea on haitallista kaloille pienemmillä pitoisuuksilla, kuin muille eliöille. Kattavaa tietoa on saatu muodostettua lähinnä maa-ainekselle, jätevedenpuhdistamoille sekä merivedelle, sisävesille ja näiden sedimenteille, eikä näillekään kovin suurelle valikoimalle haitta-aineita. Suurten haitta-ainepitoisuuksien aiheuttama haitta vastaanottavan ympäristön eliöille on huomattavasti vaikeampi todeta. * Riippuu vastaanottavan vesistön kovuudesta. Suomen Ympäristökeskuksen Pienvesioppaassa (Tolonen ym. Maa-aineksen pilaantuminen on melko yksiselitteisesti todettava haitta, vaikka pilaantumista aiheuttavien pitoisuuksien määrittäminen onkin käytännössä mahdotonta. PNECarvoja määritetään erikseen krooniselle ja akuutille altistukselle ja niiden tarkoitus on arvioida haitta-aineen pitoisuus, joka aiheuttaa havaittavaa vaikutusta vain noin 5%:lle eliölajeista. Luoteis-Skånen kuntien yhteisen julkaisun (NSVA, 2016) raja-arvot koskevat vain uudisrakentamista ja Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston yleisen lupakirjan (US EPA, 2021) kynnysarvot teollisuuslaitoksia, joissa ylitys käynnistää lähtökohtaisesti vain lisäselvityksiä. SSD-käyrältä valitaan sitten pitoisuus, jossa 5% eliölajeista tulee täyteen. Göteborg Tukholman lääni (taso3) NSVA US EPA yleiset kynnysarvot Elohopea 0,07 0,1 0,03 1,4 Kadmium 0,9 0,5 0,4 1,8* Lyijy 28 15 8 82* Nikkeli 68 30 15 470* Kromi 7 25 10 Kupari 10 40 18 5,19 Sinkki 30 150 75 120* Öljyhiilivedyt 1 000** 1 000 5 000 Bentso(a)pyreeni 0,27 0,1 0,03 Taulukko 1. Haittavaikutusten arviointi Hämäläisilläkin laitoksilla on tapauksia, joissa hulevesien purkupisteellä on todettu maa-aineksen pilaantumista
Koska MAC-EQS on määritetty PNEC:n mukaan, aiheuttaa hetkellinen sitä vastaava pitoisuus luultavasti vähäistä haittaa, ja pysyvää haittaa tai eliöiden merkittävää kuolleisuutta aiheuttava pitoisuus voi olla paljon suurempi. Näiden puuttuessa voidaan käyttää Tukholman läänin arvoja, jotka ovat melko vankoin perustein määritettyjä ja vähintäänkin suuruusluokaltaan päteviä. Näillä perusteilla akuutin PNEC:n tai MAC-EQS:n käyttäminen voi olla perustellumpaa, kuin kroonisen PNEC:n tai AA-EQS:n. 2k 3. MAC-EQStai muitakaan arvoja ei tulekaan käyttää tarkkoina raja-arvoina, joiden ylittyminen olisi välittömästi jokin rikkomus. Esimerkiksi pysyvien ja biokertyvien haitta-aineiden kohdalla krooninen arvo olisi myös perusteltavissa vesienhoidon näkökulmasta, mutta asia mutkistuu nopeasti, kun otetaan huomioon esimerkiksi aineen kulkeutuminen, sedimentoituminen ja muuntuminen. x > 2k, jossa x on mitattu haitta-ainepitoisuus ja k on kyseisen haitta-aineen ehdotettu viitearvo. Ehdotus viitearvoista Edellä mainituista syistä työssä päädyttiin ehdottamaan, että hulevesien haitta-ainepitoisuuksia arvioitaisiin MAC-EQS -arvon tai akuutin PNEC-arvon mukaan. 8 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. x < k/2 tai alle määritysrajan 2. k/2 . Työssä tarkasteltujen haitta-aineiden analyyseja oli yhteensä 3 532. MAC-EQS on määritetty vain prioriteettiaineille ja akuutti PNEC on määritetty riittävällä aineistolla todennäköisesti hyvin harvalle aineelle prioriteettiaineiden lisäksi. Tämän selvittämiseksi aineistot jaettiin haitta-ainekohtaisesti kolmeen luokkaan, jotka olivat seuraavat: 1. Ehdotus on esitetty taulukossa 2 . Saatavissa ollut aineisto ei ollut täysin satunnaista, vaan jätteenkäsittelylaitokset olivat siinä yliedustettuina, minkä takia päätelmien tekeminen aineiston perusteella on rajoittunutta. Hulevedet voivat paikasta riippuen olla hyvinkin pysyvä osa ympäristöä, mutta monessa paikassa hulevedet viipyvät sateen jälkeen vain vähän aikaa. Aineiston jakautuminen luokkiin 2 ja 3 on esitetty kuvassa 1 . PNEC:n mukaan määritetyn raja-arvon kohtuulliseen ylittymiseen tulisikin suhtautua ensisijaisesti merkkinä siitä, että seurantaa on syytä jatkaa ja päästöjen syitä ja pienentämismahdollisuuksia selvittää. Lisäksi niissä paikoissa, joissa hulevedet viipyvät pidempään, osa haitta-aineista hajoaa, muuntautuu tai laskeutuu sedimenttiin vaihtelevin nopeuksin. Viitearvoehdotus verrattuna havaittuihin pitoisuuksiin Työtä varten koottiin noin 30 000 riviä hulevesinäytteiden analyyseja Hämeen ympäristöluvallisilta laitoksilta sekä katuojista. Ympäristönlaatunormeista AA-EQS perustuu kroonisen altistumisen PNEC-arvolle ja MAC-EQS akuutin altistumisen PNEC-arvolle. Ehdotetut hulevesien haitta-ainepitoisuuksien viitearvot. Aineistoa käytettiin työssä ehdotettujen viitearvojen arviointiin tarkastelemalla, kuinka viitearvot jakavat aineiston haitta-ainepitoisuuksia. x . Aine Ehdotettu kynnysarvo (µg/l) Lisätieto Lähde Elohopea 0,07 Liukoinen MAC-EQS Kadmium 0,45 Liukoinen MAC-EQS Lyijy 14 Liukoinen MAC-EQS Nikkeli 34 Liukoinen MAC-EQS Kromi 25 Kokonaispitoisuus Tukholman lääni Kupari 40 Kokonaispitoisuus Tukholman lääni Sinkki 150 Kokonaispitoisuus Tukholman lääni Antraseeni 0,1 MAC-EQS Fluoranteeni 0,12 MAC-EQS Naftaleeni 130 MAC-EQS Bentso(a)pyreeni 0,27 MAC-EQS Bentso(b)fluoranteeni 0,017 MAC-EQS Bentso(k)fluoranteeni 0,017 MAC-EQS Bentso(g,h,i)peryleeni 0,0082 MAC-EQS Taulukko 2
Aineiden nimien perässä luokkien 2 ja 3 havaintojen lukumäärät. R2020:13. PAH-yhdisteiden myrkyllisen pitoisuuden määrittäminen on vaikeaa niukan vesiliukoisuuden takia. ISBN: 1401–2448. Pienvesiopas. United States Environmental Protection Agency (EPA) National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) Multi-Sector General Permit (MSGP) for Stormwater Discharges Associated with Industrial Activity. Riktvärden för dagvattenutsläpp i kommunerna Båstad, Bjuv, Helsingborg, Landskrona, Svalöv och Åstorp. (2020). Osassa PAH-yhdisteitä luokkiin 2 ja 3 kuuluvien näytteiden osuus oli erityisen suuri. epa.gov/sites/default/files/2021-01/documents/2021_ msgp_-_permit_parts_1-7.pdf. (2021). Miljöförvaltningen. US EPA. Vaikka tämä luokittelu ei todista ehdotettujen viitearvojen jakavan pitoisuudet turvallisiin ja haitallisiin, voidaan siitä todeta, että viitearvot ainakin metallien kohdalla auttavat tunnistamaan kaikkein korkeimmat pitoisuudet. & Hämäläinen, L. Stockholms läns landsting. ISBN: 978–952–11–5072–2 (PDF). Havaitut haitta-ainepitoisuudet hulevesissä luokiteltuna. Regionplaneoch trafikkontoret. Göteborgs stad. Regionala dagvattennätverket I Stockholms län. Tolonen, J. Tämä johtaa todennäköisesti arvoon, joka on pienempi, kuin mikä kattavalla aineistolla laskettuna saataisiin. Hämeen elinkeino-, liikenneja ympäristökeskus. ISBN: 978-952-398-159-1. Suomen ympäristökeskus SYKE, Vesikeskus. Riktlinjer och riktvärden för utsläpp av förorenat vatten till dagvattennät och recipient. NSVA. 5 10 15 20 25 Os uu s (% ) Luokka 2 Luokka 3 Kirjallisuus Sainio, J. Ilman minkäänlaisia arvoja ympäristöön saa laskea esimerkiksi 30 000 µg/l sinkkiä sisältävää hulevettä ilman, että valvontaviranomainen pystyy asiaan puuttumaan. Elohopeaa, kromia ja kuparia löytyi suurin piirtein ehdotetun viitearvon suuruisia pitoisuuksia yli kymmenestä prosentista näytteitä. Riktvärdesgruppen. Kaikkia tarkasteltuja metalleja löytyi joistain aineiston näytteistä yli kaksi kertaa ehdotetun viitearvon suuruisina pitoisuuksina, mutta enintään noin viidestä prosentista näytteitä. Saatavissa: https://www. Esimerkiksi bentso(g,h,i)peryleenin kohdalla MAC-EQS-arvoon nähden suuria pitoisuuksia havaitaan usein tästä syystä. Raportteja 43/2023. Toivottavasti tämän työn ehdotuksesta on käynnistämään seuraava askel kohti valtakunnallisia raja-arvoja. & Halonen, L. Pienvesiin päästettävien hulevesien haitta-aineet ja laadun tarkkailu ympäristöluvallisilla laitoksilla. Koko diplomityön vahvin johtopäätös oli se, että hulevesien haitta-ainepitoisuuksille on saatava jotkin raja-, viite-, kynnystai ohjearvot. Bilaga 3. Viitattu 21.5.2024. Kuva 1. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 36/2019. (2009). (2016). (2019). 9 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. (2023). PNEC-arvoa määrittäessä liian vähäisestä toksikologian aineistosta on tapana käyttää varovaisuusperiaatteen mukaisesti arviointikerrointa, jolla laskennallinen PNEC jaetaan. & Yli-Heikkilä, K. & Leka, J. Förslag till riktvärden för dagvattenutsläpp
Kuva: Salla Leppänen 10 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. PEKKA HEINONEN ins. (Kuva 1 ) Tavoitteena luontopohjainen hulevesien hallinta – apua menetelmävalintaan valintaja ohjekorteilla Luontopohjaisten hulevesiratkaisujen suunnitteluohjekorteilla tehostusta suunnittelun ohjaamiseen, ratkaisujen yhtenäistämiseen sekä laadukkaiden ja toimivien ratkaisujen toteutukseen. Kuva 1. eeva-riikka.rautarinta@ sitowise.com Kirjoittaja toimii osastopäällikkönä Sitowisen vesipalvelut-osastolla. Rakennusteknisesti kyse ei ole uudesta ilmiöstä ja vastaavia rakenteita, kuten maanpäällisiä viivytysaltaita, hulevesikosteikkoja ja suodatusrakenteita on toteutettu jo pitkään. YAMK pekka.heinonen@tampere.fi Kirjoittaja toimii erikoissuunnittelijana Tampereen kaupungin viheralueet ja hulevedet -yksikössä. Konkelonlaakson hulevesiallas Tampereella. Näihin voidaan edellä mainittujen lisäksi lukea myös avo-ojat ja huleveden hyödyntämisrakenteet, joissa esimerkiksi katualueen hulevedet johdetaan katupuiden kasvualustaan kasteluvedeksi. Nämä rakenteet on termistön osalta niputettu viime vuosina luontopohjaisiksi hulevesiratkaisuiksi. Rakenteiden kunnon tarkastukset sekä tarvittavat huoltoja kunnossapitotyöt on verrattain helppo toteuttaa rakenteiden ollessa maanpinnalla. EEVA-RIIKKA RAUTARINTA dipl.ins. V iime vuosina trendinä on ollut toteuttaa etenkin yleisten alueiden hulevesirakenteita luontopohjaisina hulevesiratkaisuina. Luontopohjaiset hulevesiratkaisut lisäävät kaupunkiympäristön viihtyisyyttä samalla kun ne tukevat voimakkaasti luonnon monimuotoisuutta ja tulvavahinkojen ehkäisyä
Työpajan tulokset voidaan jakaa neljään teemaan: oikean tekniikan valinta, tiedonkulku ja vuorovaikutus, mitoitus ja suunnittelun yksityiskohdat sekä käyttö ja ylläpito. Tampereen kaupungilla tunnistettiin tarve tuottaa suunnitteluohjekortit tyypillisesti toteutettavista luontopohjaisista hulevesiratkaisuista siten, että suunnitteluun voitaisiin tarjota mahdollisimman kattavat lähtötiedot kaupungin näkökulmasta tarkoituksenmukaisista rakenteista. Tavoitteena oli laatia riittävän kattava lähtötietopaketti kustakin luontopohjaisesta hulevesiratkaisusta, jotta etenkin suunnitteluprosessin alkuvaiheessa päästäisiin nopeasti käyntiin, ohjattaisiin suunnitteluratkaisua hyväksi havaittuun suuntaan, vältettäisiin mahdollisia sudenkuoppia ja säästettäisiin myös suunnittelukustannuksissa. Suunnittelun ohjaamisen näkökulmasta päällimmäisenä ajatuksena ohjekorttien laadinnassa oli ennaltaehkäistä eri suunnittelutoimeksiantojen päällekkäistä työtä, joka perinteisesti toistuu kussakin hankkeessa. Työpajassa todettuja haasteita hulevesien hallinnan käytännön toteutuksessa. Ohjekorttien tavoitteet ja hyödyt Ohjekortit on tarkoitettu etenkin suunnittelukonsulttien ja kaupungin asiantuntijoiden käyttöön. Tampereen kaupungin hulevesiohjelmassa 2023–2030 pyritään huleveden hallintaan luontopohjaisilla ratkaisuilla ja ohjelma tukee voimakkaasti luontopohjaisten hulevesiratkaisujen toteuttamista. Oikean tekniikan valintaan löytyy tällä hetkellä kansallisesti heikoimmin ohjeita. Ensimmäisessä työpajassa kerättiin suunnittelun, rakentamisen ja ylläpidon kokemukset sekä käyttökelpoisista että vältettävistä ratkaisuista. Työn ensimmäisessä vaiheessa koettiin tärkeäksi kerätä kaupungin hallussa oleva hiljainen tieto olemassa olevista hulevesiratkaisuista. Ohjekorttien laadinta kirjattiinkin hulevesiohjelman toimenpideohjelmaan. Ohjekortit onkin tarkoitettu yleissuunnittelun ja rakennussuunnittelun lähtötiedoksi. Parhaassa tapauksessa ohjekortin avulla voitaisiin keskittyä ennen kaikkea ympäristön ominaisuuksien, luontoarvojen ja suunniteltavan hulevesikohteen yhteensovittamiseen itse rakenteen ominaisuuksien sijasta. Työpajoilla saatiin arvokasta tietoa Tampereen nykyisten hulevesirakenteiden elinkaaren eri vaiheista ja tarpeista. (Kuva 2 ) Kuva 2. 11 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Työpajoissa jaettiin tietoa ja luotiin yhteistä näkemystä Ohjeistuksen laatimiseksi käynnistettiin monialainen projekti, jossa kokemusperäisen sekä kirjallisuustietojen perusteella haluttiin koostaa paras saatavilla oleva tietämys ohjekorttien pohjaksi. Tarve suunnitteluohjeille Vuosien varrella Tampereen kaupungin yleisille alueille on toteutettu kirjava joukko erilaisia luontopohjaisia hulevesien hallinnan ratkaisuja ja erilaisten rakenteiden toteutettavuudesta, yksityiskohdista ja ylläpidosta on karttunut kokemusta
Alun perin työssä ei ollut tarkoitus itse kehittää työkalua menetelmävalintaan vaan käyttää pohjana jotakin olemassa olevaa. Luontopohjaisten hulevesiratkaisujen ohjeistuksen liittyminen hulevesien hallinnan kokonaisuuteen Tampereella. Ohjekortit apuna suunnittelussa Jokaisessa ohjekortissa on kerrottu menetelmän määritelmä, edellytykset rakenteen toteutukselle, perusratkaisu, rakenne, kasvillisuuden periaatteet sekä tärkeimmät ohjeet rakentamiseen ja ylläpitoon. Kirjallisuustutkimus antoi kuitenkin hyvää ajatteluapua menetelmävalinnassa huomioitaviin asioihin. Kirjallisuustutkimuksesta tukea valintakortin laadintaan Työn aikana laadittiin kirjallisuustutkimus, jolla selvitettiin kansainvälisiä ohjeistuksia luontopohjaiseen hulevesien hallinnan suunnitteluun, vaihtoehtoja menetelmävalintaan sekä esimerkkejä valintaa tukevista työkaluista. Hulevesien hallintamenetelmää valitessa on tärkeää rajata käytettävissä olevasta keinovalikoimasta oikea tekniikka oikeaan tavoitteeseen ja tarpeeseen. Kun helposti sovellettavaa työkalua ei löytynyt, kehitettiin menetelmävalintaan erillinen valintakortti. Tutkimuksessa havaittiin, että ulkomaiset työkalut olivat joko liian yleisellä tasolla eivätkä huomioineet rakennussuunnittelun näkökulmasta riittävästi yksityiskohtia tai eivät ole sovellettavissa Suomen olosuhteisiin. Tätä valintaa helpottamaan hulevesiohjeistukseen laadittiin valintakortti, jossa huomioidaan ensin kohteen käyttötarkoitus ja maankäyttö, sitten hulevesien hallinnan tavoitteet ja lopuksi toteutusta rajoittavat olosuhdetekijät. Kuvassa 3 on esitetty kaavio prosessista ja ohjeistuksen linkittymisestä kokonaisuuteen. Ohjekortissa on esitelty menetelmästä jokin perusratkaisu, jota soveltamalla saadaan Kuva 3. Myös yläpuolisen valuma-alueen koko sekä maanalainen ja maanpäällinen tilantarve saattavat rajoittaa menetelmävalintaa. Rajoittavia olosuhdetekijöitä voivat olla esimerkiksi etäisyys rakennuksesta, etäisyys pohjavedenpinnasta, maaperä tai huleveden laatu. Valintakortilla karsitaan pois soveltumattomat menetelmät Hulevesien hallinnan prosessi Tampereen kaupungilla lähtee hulevesiohjelmassa määritetyistä tavoitteista päätyen toimiviin hulevesien hallintaratkaisuihin. 12 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Valintakortti toimii siten, että erilaisia menetelmiä pudotetaan pois keinovalikoimasta asetettujen tavoitteiden ja reunaehtojen perusteella. Kun kohteeseen parhaiten soveltuvat menetelmät on valittu, voidaan siirtyä suunnittelemaan hulevesijärjestelmää tarkemmin ohjekorttien avulla, järjestelmä voi olla myös usean menetelmän yhdistelmä
Maanpäällinen viivytysrakenne 6. suunniteltua kuhunkin kohteeseen sopiva järjestelmä. Avouoma Jokaisessa ohjekortissa on aluksi kerrottu menetelmän määritelmä, jotta toimintaperiaate ja edellytykset rakenteen käytölle tulevat heti aluksi tutuiksi. Ohjekortissa on pyritty kuvaamaan jokaisesta menetelmästä perusrakenne ja sen lisäksi kuvattu rakenteen eri osia ja rakenteessa huomioitavia asioita tarkemmin. Maanalaiset rakenteet 5. Ohjekortissa voi olla mukana tietyn menetelmän eri tekniikoita. 13 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Esimerkki biosuodatusrakenteen ohjekortista. Ohjekortit ovat seuraavat: 1. Imeytysrakenne 3. Hyödyntämisrakenne 2. Kasvillisuuden periaatteita on pyritty niin ikään kuvaamaan esimerkiksi kasvualustan ja kasvivalintojen osalta. Rakentamisen aikaisista huomioista ja ylläpitoon liittyvistä asioita on koottu lyhyet suositukset. (Kuva 4 ) Kuva 4. Biosuodatusrakenne 4. Kosteikko 7
Biosuodatuspainanne Kosteikko 14 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Tyyppikuvat biosuodatuspainanteesta (yllä.) ja kosteikosta (alla). Kuva 5
Väärin valittu menetelmä ei auta, vaikka se olisi ohjeiden mukaisesti suunniteltu. Huleveden varastotilavuus on maan alla huokostilavuudessa. Menetelmää suunniteltaessa on tärkeää ymmärtää perusratkaisun toimintaperiaate ja sen soveltuvuus tarkoitukseen ja mittakaavaan. Tämä rakenne on pääasiassa kuiva. Biosuodatusrakenne imeyttää ja suodattaa joko maan pinnalta tai suoraan suodattavaan kerrokseen johdettavat hulevedet. Tulevaisuudessa ohjeistusta on tilaa laajentaa tarpeiden mukaan. Sivuston tavoitteena on varmistaa hyvän ja laadukkaan julkisen ulkotilan rakentuminen. Tampereen kaupungin hulevesikohteita tullaan suunnittelemaan jatkossa ohjekorttien mukaisesti ja ohjekortteja on tarkoitus päivittää sitä mukaa kun korttien sisällössä tai käytettävyydessä havaitaan päivitystarpeita. Nämä eroavaisuudet korostavat oikean menetelmän valinnan tärkeyttä oikeaan paikkaan. Menetelmien ymmärtäminen ja niiden soveltuvuuden arviointi eri olosuhteisiin varmistaa, että hulevesien käsittely on tehokasta ja ympäristön kannalta kestävää. Esimerkiksi biosuodatusrakennetta ja kosteikkoa verratessa on tärkeää ymmärtää, millaiseen ympäristöön ne soveltuvat ja mitkä niiden toimintaperiaatteet ovat. Kaupunkitilaohje on käytännössä nettisivusto, jonne kaupungin eri yksiköt vievät suunnittelun tavoitteita, linjauksia, ohjeita ja suunnittelukäytäntöjä. Ohjekorttien jakaminen ja ylläpito Tampereen kaupunki on laatimassa kaupunkitilaohjetta, jonka kautta ohjekorttien jakaminen olisi mahdollisimman mutkatonta. Kannustamme myös muita kuntia ja suunnittelutoimistoja kokeilemaan valintakorttia ja ohjekortteja omissa suunnittelukohteissaan! 15 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Tätä tavoitetta kohti pääsee myös sillä, että suunnitteluohjeistuksella saadaan jaettua tietoa ja ymmärrystä hulevesirakenteiden toimintaperiaatteista myös rakentajille ja kunnossapitopuolelle. Kosteikko sisältää pysyvän vesipinnan alueita, käsittelee hulevesiä pinnalla ja johtaa niitä eteenpäin. Biosuodatusrakenne sopii erityisesti pienen mittakaavan, tiiviin kaupunkirakenteen hulevesien käsittelyyn, kun taas kosteikko vaatii suuren yläpuolisen valuma-alueen. Sen mitoitustilavuus sijaitsee pysyvän vesipinnan tai maan päällä. Näin varmistetaan, että hulevesien hallinta on tarkoituksenmukaista kunkin kohteen erityispiirteet huomioiden. Jatkokehityksen kannalta on huomioitava, että laaditussa suunnitteluohjeistuksessa ei ole mukana hulevesien hallinnan koko tarjolla olevaa menetelmäja tekniikkakirjoa, vaan ohjeistukseen on otettu Tampereen hulevesiohjelman mukaiset tekniikat. Päivitetyt kortit viedään sekä kaupunkitilaohjeeseen että kaupungin nettisivuille, siten että tarjolla on aina viimeisin versio ohjekorteista. Mikäli valintakorttia hyödynnetään jo maankäytön suunnittelun tukena, on entistä paremmat mahdollisuudet löytää hulevesirakenteelle optimaalinen sijainti ja riittävä tilavaraus. (Kuva 5 ) Tärkeimpänä ohjeistuksen hyötynä nähdäänkin parempien ja toimivampien sekä Tampereen kaupungin tavoitteita vastaavien hulevesijärjestelmien rakentaminen ja siten hulevesien hallinnan tehostuminen. Kaupunkitilaohjeen lisäksi ohjekortit voi ladata Tampereen kaupungin nettisivuilta. Menetelmien toimintaperiaatteiden ymmärrys avainasemassa Ohjekorttien määritelmäosiosta pääsee syvällisemmin perille menetelmän vaatimista edellytyksistä ja ohjekortteja voikin käyttää apuna jo menetelmävalintavaiheessa valintakortin rinnalla
Lumesta on lisäksi löydetty päällysteja tiemerkintämateriaaleista peräisin olevia mikromuoveiksi luokiteltavia partikkeleja sekä monentyyppisiä muovi-, paperija kumiroskia (Pikkarainen, 2017). Lahden kaupungin ja Hollolan kunnan vuosina 2023–2024 toteuttamassa Talvisaikainen hulevesien hallinta, riskien tunnistaminen ja maankäytön suunnittelu – hankkeessa kartoitetaan hulevesien laadunhallinnan riskialueita ja niihin vaikuttavia tekijöitä sekä kehitetään menetelmiä ja käytäntöjä muuttuvan ilmaston myötä lisääntyvien pintaja pohjavesien hulevesiriskien minimoimiseksi. Kaupungistuminen muuttaa rakennettujen alueiden hydrologiaa talvisaikana siten, että lumen sulanta aikaistuu ja pilkkoutuu useisiin pienempiin, lyhytkestoisempiin valuntatapahtumiin (Sillanpää, 2013; Valtanen et al., 2014a). 16 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Niiden haitta-ainepitoisuudet kasvavat kaupungistumisen asteen myötä (Melanen, 1981; Kotola & Nurminen, 2003; Sillanpää, 2013; Valtanen et al., 2014b). Lumen ja sulamisvesien laadun tutkimus ja talviaikaisten hulevesiriskien arviointi Lahdessa ja Hollolassa Ilmastonmuutoksen vaikutuksia hulevesien laadun, kaupunkialueiden kuormituksen ja laadullisen hallinnan kannalta ei vielä ole tutkittu kattavasti Suomessa. R akennettujen alueiden hulevedet ovat merkittäviä lähivesistöjen kuormittajia. YAMK heidi.vilminko@sitowise.com Kirjoittaja toimii projektipäällikkönä Sitowisen Vesipalvelut-osastolla Lumi toimii kylmän ilmaston alueilla veden ja haitta-aineiden väliaikaisena varastona: S uomalaisissa tutkimuksissa kaupunkija tiealueiden lumen on havaittu sisältävän mm. JUHANI JÄRVELÄINEN dipl.ins. Talvisaikaiselle hulevesien hallinnalle on etenkin tiiveimmin rakennetuilla alueilla tyypillistä kadunhoidollisten tavoitteiden vuoksi tehtävä valuma-aluerajat ylittävä lumen siirto läjitysja lumenkaatopaikoille. Kohonneita haitta-aineiden pitoisuuksia on mitattu erityisesti auratuista lumista kävelyteiden ja ajoneuvoliikenteen alueilla (Samposalo, 2007) siten, että korkeimmat pitoisuudet ovat tyypillisesti esiintyneet vilkkaimmin liikennöidyillä alueilla (Kuoppamäki et al., 2014). HEIDI VILMINKO ins. Leudontuvien talvien myötä yhä suurempi osa sataneesta lumesta tulee sulamaan lähellä syntypaikkoja, mikä tulee puolestaan lisäämään vastaanottavien vesistöjen haitta-ainekuormitusta. kiintoainetta, ravinteita, metalleja, PAHja PCP-yhdisteitä (Hautala et al., 1995; Samposalo, 2007; Sillanpää & Koivusalo, 2013; Kuoppamäki et al., 2014), jotka muodostavat potentiaalisen riskin pintaja pohjavesien laadulle. juhani.jarvelainen@lahti.fi Kirjoittaja toimii hulevesiinsinöörinä Lahden kaupungin rakennusja ympäristövalvonnassa. Muuttuva ilmasto ja sen myötä leudontuvat talvet tulevat äärevöittämään näiden muutosten astetta entisestään lisääntyvän talvisaikaisen hulevesien muodostumisen kautta
Pisteiden tunnisteiden alla on esitetty liikennealueiden keskimääräinen vuorokausiliikenne (KVL). Lumilogistiikan ohella myös sulamisvesien hallinnan ratkaisut vaikuttavat sekä paikalliseen vesitaseeseen että vastaanottavan vesistön ja pohjaveden vedenlaatuun. Kartta tutkimuspisteistä Lahdessa ja Hollolassa. Tutkimuksen tavoitteena oli luoda tilannekuva sulamiskauden lumen ja sulamisveden laadusta erityyppisillä liikennealueilla. Näytteenotot ajoittuivat maalishuhtikuulle 2023 (kuva 2 ). Aurattua tienvarsilunta (vas.) ja vertailukohteena käytetty koskematon lumialue sekä lumipuntari (oik.). Tutkimuskohteet käsittivät 16 lumen laadun tutkimuspistettä sekä neljä sulamisveden tutkimuspistettä Lahdessa ja Hollolassa (kuva 1 ). Kuva 1. Kuvat: Onni Varjos/Sitowise Oy 17 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Näytteenottojen toteuttamisesta sekä näytteenottokampanjan suunnittelusta vastasi Sitowise Oy. Kuva 2. Lumen ja sulamisvesien aiheuttamien laadullisten riskien kartoitustutkimus Lumeen liittyvien laaturiskien arvioimiseksi hankkeessa suunniteltiin näytteenottokampanja. Lumen varastoinnilla ja kuljetuksella onkin keskeinen merkitys kaupunkiperäisten haitta-aineiden hallinnassa etenkin alueilla, joiden lumi sisältää runsaasti epäpuhtauksia tai joiden vesistöt ovat erityisen haavoittuvia ulkoiselle kuormitukselle
Sinisellä on esitetty kadut, joilla liukkaudentorjunnassa käytetään kokonaan tai pääosin hiekoitusta. Lumesta sulatetuista vesinäytteistä ja hulevesikaivoista kerätyistä kertanäytteistä analysoitiin seuraavat laatuparametrit: • sähkönjohtavuus • pH • kiintoaine • orgaanisen hiilen kokonaismäärä (TOC) • happipitoisuus, liuennut happi (vain hulevesikaivojen kertanäytteistä) • metallit, kokonaispitoisuus ja liukoinen pitoisuus (Sb, As, Hg, Cd, Co, Cr, Cu, Pb, Ni, Zn, V) • kokonaisja fosfaattifosfori • kokonaistyppi ja nitraatti • kloridi • PAH-yhdisteet (EPA 16 yhdisteet) • öljyhiilivetyjakeet C 10 –C 40 (osassa tutkimuspisteistä luminäytteille) • E. Korkeimmat kiintoainepitoisuudet olivat kohteissa, joissa liukkaudentorjunta perustuu pääosin tai yksinomaan hiekoitukseen tai liikennemäärät olivat yli 4 000 KVL (keskimääräinen vuorokausiliikenne). Kaikista tutkimuspisteistä löytyi mitattavia määriä öljyhiilivetyjä (kuva 5 ), jotka koostuivat pääasiassa raskaista öljy jakeista. Kiintoaineen pitoisuudet vaihtelivat suuresti eri kohteissa (kuva 3 ). Tässä tutkimuksessa lumen ja sulamisvesien laadun tulkinnassa käytettiin vertailuarvoina Ruotsista Göteborgin kaupungin (Göteborgs Stad, miljöförvaltningen 2020) hulevesien pitoisuusohjearvoja sekä Sainion (2023) ehdottamia hulevesien ohjearvoja teollisuusalueiden hulevesien laadulle (Taulukko 1 ). Sulatetun lumen kiintoainepitoisuus [mg/l]. Öljyhiilivetyjen pitoisuuksia arvioidaan käytännössä käytettävissä olevan tekniikan öljynerottelukyKuva 3. Katuosuuksien liikennemäärät ovat suluissa näytepisteiden nimien jälkeen. 18 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Useimmissa katukohteissa kiintoainepitoisuudet olivat vähintään 800 mg/l. Kokonaisfosforipitoisuudet olivat otetuissa luminäytteissä katualueilla pääosin yli 300 µg/l, kuitenkin ilman selkeää trendiä liikennemäärän suhteen (kuva 4 ). coli (osassa tutkimuspisteistä luminäytteille) • suolistoperäiset enterokokit (osassa tutkimuspisteistä luminäytteille) Näytteenottojen lisäksi tutkimuksessa hyödynnettiin Eurofinsin SorbiCell-passiivikeräimiä (CANja VOCtyypit), jotka asennettiin hulevesinäytepisteisiin näytteenoton yhteydessä. Sama tilanne koskee kansainvälisesti myös lumen laatua. Kokonaisfosforipitoisuuksien vaihtelua selittää melko hyvin lumen kiintoainepitoisuus. Tutkimustulosten mukaan liikennöidyiltä alueilta aurattu lumi oli pääsääntöisesti likaantunutta liikennemääristä riippumatta. Koskemattoman lumen kiintoainepitoisuudet olivat < 20 mg/l ja muissa tutkimuspisteissä noin 200–5 000 mg/l. Keräimistä tehtiin seuraavat analyysit: • CAN-keräin: metallit (Pb, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Zn) • CAN-keräin: nitriitti, nitraatti, fosfaatti, ammoniumtyppi, sulfaatti • VOC-keräin: öljyt C 6 –C 40 • VOC-keräin: PAH-yhdisteet Tutkimuksen tulokset Haitta-aineiden pitoisuuksien haitallisuuden tai hallinnan tarpeen arviointi edellyttää tuekseen luotettavia ohjearvoja, joita ei kansallisella tasolla ole vielä asetettu hulevesien laadulle Suomessa
Luminäytteiden raskasmetallipitoisuuksissa oli suurta vaihtelua tutkimuspisteiden välillä ja pitoisuudet ylittivät useissa kohteissa vertailuarvoja. Kokonaisfosforin pitoisuudet sulatetuissa luminäytteissä [µg/l]. Göteborgin kaupungin ohjearvot typelle ja fosforille tulee tulkita tapauskohtaisesti. Korkeita metallipitoisuuksia näytteissä esiintyi kaikissa tutkimuspisteissä erityisesti sinkille, kuparille ja kromille. vyn näkökulmasta. PAH-yhdisteistä bentso(a)pyreeniä on yleisimmin käytetty edustamaan hulevesien laatua, mutta se ei tämän tutkimuksen valossa kuvannut lumeen ja sulamisveteen kulkeutuvia PAHyhdisteitä. Valtioneuvoston asetuksen 444/2010 mukainen maastoon johdettavan veden öljyhiilivetypitoisuuden raja-arvo (5 000 µg/l) ylittyi kahdessa mittauspisteessä. Kehitystyön lähtökohtana on Lahden ja Hollolan tarve lumen kuljetuksien vähentämiselle ympäristöja kustannussyistä Taulukko 1. Lumen varastointija vastaanottopaikkojen inventointi sekä käytäntöjen kehittäminen Hankekokonaisuuden toisen osan Lumen varastointija vastaanottopaikkojen inventointi ja käytäntöjen kehittäminen tavoitteena on kehittää Lahden ja Hollolan nykyisiä lumen varastointija kuljetuskäytänteitä sekä luoda toimintamalli lumen lähisiirtokohteiden kartoittamiselle. Göteborgin tiukemmat hulevesien ohjearvot (yleinen ohjearvo 1 000 µg/l, herkkä vesistö 500 µg/l ja raakavedenottamo 100 µg/l) ylittyivät kaikissa tutkimuspisteissä. Göteborg (2020) Sainio (2023) TOC mg/l 12 kiintoaine mg/l 25 pH 6,5 9 typpi µg/l 1250 fosfori µg/l 50 arseeni µg/l 16 elohopea µg/l 0,07 0,07 kromi µg/l 7 25 kadmium µg/l 0,9 0,45 kupari µg/l 10 40 lyijy µg/l 28 14 nikkeli µg/l 68 34 sinkki µg/l 30 150 öljyhiilivedyt µg/l 100 1000* antraseeni µg/l 0,1 ?uoranteeni µg/l 0,12 na?aleeni µg/l 130 bentso(a)pyreeni µg/l 0,27** 0,27 bentso(b)?uoranteeni µg/l 0,017 bentso(g,h,i)peryleeni µg/l 8,2*10¯³ bentso(k)?uoranteeni µg/l 0,017 bentseeni µg/l 50 * 100 µg/l lähellä raakavedeno?opaikkaa, 500 µg/l Götajoen vesiensuojelualueella, muulloin 1000 µg/l ** bentso(a)pyreeniä käytetään yleisenä indikaa?orina PAH-aineille Ohjearvovertailu hulevesien hai?a-aineille esitetyistä kynnysarvoista 19 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Hulevesien laaturiskejä kuvaavat ohjearvot. Kuva 4. Tältä osin tulokset tukevat Sainion (2023) johtopäätelmiä suomalaisten lupavelvollisten laitosten hulevesien laatua kuvaavista mittareista. Göteborgin kaupungin ohjearvo 50 µg/l ylittyi lähes kaikissa kohteissa. PAH-yhdisteistä bentso(b,j)fluoranteenia ja bentso(g,h,i) peryleenia esiintyi yleisesti luminäytteissä
Luokitelluista aineistoista on tavoitteena tunnistaa ”joutomaita”, jotka voitaisiin osoittaa lumitilaksi. Työn lopputuloksena laaditaan lumen lähisiirtopaikkojen kriteerit tilavarauksien ja muiden kohdeominaisuuksien osalta, jonka perusteella voidaan esittää ohjeita kaavoitukselle lumitilojen varaamiseen. Öljyhiilivety pitoisuudet sulatetuissa luminäytteissä [mg/l]. Työ käynnistettiin sidosryhmähaastatteluilla, joiden avulla koottiin yhteen lähtötietoa lumenhallinnan nykytilasta sekä haasteista. Tarkastelu toteutetaan kunnan YLRE (Yleisten alueitten rekisteri) -aineiston pohjalta, jota täydennetään mm. Kuva 6. Kuva 5. ortokuvilla ja kohdekäynnillä kerätyillä tiedoilla käytössä olevista lumen lähisiirtokohteista. Lumen siirron kuljetusmatka, aluetyypin soveltuvuus, liikennemäärä katualueella ja yksityisten kiinteistöjen läheisyys määrittelevät lähisiirtoon hyödynnettävissä olevia alueita. Lumen lähisiirtokohteiden kriteeristön laatiminen aloitettiin toteuttamalla paikkatietotarkastelu kolmelle pilottialueelle Hollolassa ja Lahdessa. sekä maankäytön suunnittelun kehittäminen niin, että lumenhallintaan tarvittavia tilavarauksia ja sulamisvesien käsittelyä huomioitaisiin nykyistä paremmin. (Kuva 6 ) Paikkatietoanalyysillä voidaan poimia potentiaalisia kohteita lumen lähisiirtoa varten, mutta aineistojen epävarmuustekijöiden takia lopullinen kartoitus tulee aina toteuttaa kentällä. 20 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Lisäksi lumensulamisvesien laatua ei huomioida riittävästi. Haastatteluissa kävi ilmi, että maankäytön suunnitteluun sekä lumenhallinnan käytäntöihin liittyvät toimintatavat ja ohjeistukset vaativat täsmennyksiä. Paikkatietoaineistojen alustavassa tarkastelussa tunnistetaan yleisellä tasolla lumen lähisiirtoon soveltuvia alueita, jotka sijaitsevat yleisillä alueilla riittävän lähellä aurattavia katuvyöhykkeitä. Haastatteluihin osallistui kunnan viranomaistoimijoita, kunnossapitourakoitsijoita sekä lumenvastaanottopaikkoja hallinnoivan yrityksen edustajia. Tarkastelun tavoitteena on kartoittaa lumen lähisiirtokohteiden alueellista kattavuutta ja muodostaa menetelmä paikkatietomuotoiseen lähisiirtokohteiden kartoitukseen. Nykyisellään lumen lähisiirtopaikoista tai niihin mahdollisesti soveltuvista kohteista ei ole olemassa kartoitettua tietoa
21 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Optimaalisessa tilanteessa lumi voidaan käsitellä lähellä syntypaikkoja kasvipeitteisellä, vettäläpäisevällä alueella, jolloin sulamisvedet ylläpitävät maaperän luonnollista vesitasetta ja haitta-aineet pidättyvät maaperän pintakerroksiin. Vaikka liikennemäärä on käyttökelpoinen indikaattori sulamisvesien riskien ja hallinnan tarpeiden tunnistamisessa, pelkästään siihen perustuva luokittelu ei kuitenkaan ole suositeltavaa; tutkimuksen tulosten ja muun käytettävissä olevan aineiston perusteella ei ole mahdollista osoittaa yleispäteviä liikennemäärään sidottuja ohjeita siitä, milloin lumi on riittävän puhdasta ja milloin liian likaista paikalliseen varastointiin tai hallintaan. Johtopäätökset ja suositukset Tutkimuksessa esitetyt tulokset lumen yleisesti heikosta laadusta alleviivaavat käynnissä olevan tutkimushankkeen tärkeyttä ja ajankohtaisuutta. Kuva 7 havainnollistaa tässä tutkimuksessa kerättyjen tulosten hyödyntämistä osana lumen ja sulamisvesien hallinnan kokonaisuutta yhdessä tunnettujen hallinnan menetelmien kanssa. Työkokonaisuuteen kuuluvat paikkatietoanalyysit sekä lähisiirtokohteiden kriteeristö tulevat valmistumaan syksyn 2024 aikana. Lähisiirtopaikkojen valinnassa tulee ottaa huomioon: • Alueen topografia ja uomaverkosto • Herkät kohteet, kuten vesistöt ja pohjavesialueet • Rakennukset ja istutukset: lumia ei saa kasata rakennusten läheisyyteen tai monivuotisten istutusten päälle • Sähkökaapit ja muu mahdollisesti vahingoittuva infra • Hulevesiviemärien sijainti ja lumen vaikutus niihin • Turvallisuus: näkemäesteet risteysalueilla, suuria kasoja ei haluta päiväkotien läheisyyteen Lumitilojen arvioinnin prioriteetit ja kriteerit vaihtelevat eri maankäyttömuotojen mukaan. Niitä aiheuttavat erityisesti kiintoaine, kokonaisfosfori, metalleista sinkki, kupari ja kromi, PAH-yhdisteistä fluoranteeni ja bentso(k)fluoranteeni, öljyhiilivedyt sekä kloridi perinteisen tiesuolauksen alueilla . Lumiolosuhteiden huomioimista käsitellään vaihtelevasti kansallisissa suunnitteluohjeissa ja ohjeiden päivittäminen on ajankohtaista. Niiden perusteella sulamisvesien laaturiskit yleisesti kohoavat liikennemäärien kasvaessa. Kuva 7. Toteutettavassa aineistossa pyritään huomioimaan lumen laatu sekä erilaiset aluetyypit ja näiden ominaisuudet. Lumen ja sulamisvesien laatuvaikutusten kaavio
The effects of urbanization on runoff pollutant concentrations, loadings and their seasonal patterns under cold climate. & Setälä, H., 2014a. Environmental Pollution, 195: 56-63. 22 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Saatavilla: https:// aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/122746. QR-koodi tutkimusraporttiin. & Ruuskanen, J., 1995. Lumi mikromuovien ja muun roskan reittinä kaupunkialueelta mereen. Helsinki: Helsingin yliopisto. Water, Air, and Soil Pollution, 225: 1977. & Nurminen, J., 2003. Riktlinjer och riktvärden för utsläpp av förorenat vatten till dagvattennät och recipient. Quality of runoff water in urban areas. Vesitalous, 2/2007: 27-31. Kaupunkialueiden hydrologia valunnan ja ainehuuhtouman muodostuminen rakennetuilla alueilla, osa 2: koealuetutkimus, Espoo: Teknillinen korkeakoulu. Täysi raportti tutkimuksen tuloksista on saatavilla Lahden kaupungin internet-sivuilta sekä kuvan 8 QR-koodin kautta. Vesien tila hyväksi yhdessä: Hämeen vesienhoidon toimenpideohjelma vuosille 2022–2027, Hämeen ELYkeskuksen raportteja 13 | 2022 Narikka M., Sihvola U., Renko T., Korkiamäki J., Papinniemi E., Hakoniemi R, Väisänen A., Montell I., Lin C., 2022. Valtanen, M., Sillanpää, N. Puhdas kuin lumi. Lähteet Göteborgs Stad, miljöförvaltningen 2020. Valtanen, M., Sillanpää, N. Sillanpää, N. Melanen, M., 1981. Water Science & Technology, 68(10): 2164-2170. Mäkelä H., Horppila P., Hulkko H., Kaskenpää M., Kolari M., Laine E., Leino J., Pudas E, Siiro P., 2022. J., 2014. Diplomityö, Aalto-yliopisto. Catchment-scale evaluation of pollution potential of urban snow at two residential catchments in southern Finland. Teoksessa: Helsinki: National Board of Waters, p. 123-188. Pikkarainen, K., 2017. Effects of land use intensity on stormwater runoff and its temporal occurrence in cold climates. Kotola, J. Deposition of motor vehicle emissions and winter maintenance along roadside assessed by snow analyses. Hautala, E.-L., Rekilä, R., Tarhanen, J. & Setälä, H., 2014b. Samposalo, S., 2007. & Koivusalo, H., 2013. Hydrological Processes, 28(4): 2639-2650. Pienvesiin päästettävien hulevesien haitta-aineet ja laadun tarkkailu ympäristöluvallisilla laitoksilla. Environmental Pollution, 87: 45-49. Lumen ominaisuudet taajama-alueilla. Sainio, J., 2023. Hollolan hulevesien hallintasuunnitelma, AFRY Finland Oy. Kuoppamäki, K., Setälä, H., Rantalainen, A.-L. Pro Gradu -tutkielma. & Kotze, D. Kuva 8. Urban snow indicates pollution originating from road traffic
Vaasan kaupungin toteuttamassa VEMA-hankkeessa pyrittiin lisäämään Vaasan kaupungin eri yksiköiden yhteistyötä ja kehittämään toimintatapoja hulevesijärjestelmän kokonaisvaltaiseen tarkasteluun mallintamalla. Näitä kysymyksiä pohdittiin Vaasan kaupungin VEMA-hankkeessa. Hulevesimallinnuksen hyödyntäminen kaupunkiorganisaatiossa – VEMA?hanke Vaasassa Voisiko mallintamista hyödyntää enenevissä määrin hulevesien hallintaan liittyvissä tehtävissä kaupunkiorganisaatiossa. Kaupunkivesien kokonaisvaltainen hallinta edellyttää myös entistä tiiviimpää yhteistyötä kaupunkiorganisaation sisällä. Verkostomallit ja mallinnusohjelmat mahdollistavat monipuolisen tarkastelun vaihtelevissa tilanteissa ja mallinnuksen tuomat hyödyt kaupunkivesien hallintaan ja suunnitteluun on tunnistettu. Hankkeessa pilotoitiin mallintamisen ja mallinnusohjelmiston hyödyntämistä käytännönläheisenä työalustana ja apuvälineenä hulevesien hallinnan suunnittelussa, tiedonjaossa ja päätöksenteossa. Vaasan Veden talousvesija jätevesiverkostoista on lähivuosina tehty verkostomallit ja tavoitteena oli luoda olemassa olevien verkostomallien rinnalle malli pilottialueen hulevesijärjestelmästä. VEMA-hankkeen osatavoitteena oli kehittää Vaasan kaupungin henkilökunnan mallinnusosaamista ja -ymmärrystä, ja tämä toteutettiin uuden pilottialueen hulevesimallin laatimisella, mallinnusohjelmiston koulutuksella ja hankkeessa laadittavalla mallinnusohjeella. K aupunkivesien hallinta vaatii kehitystä ilmastonmuutoksen ja kaupunkialueiden maankäytön muutosten aiheuttamien haasteiden edessä. HANNES BJÖRNINEN DI, COO, Fluidit Oy hannes.bjorninen@fluidit.com CAMILLA TUOMELA DI, Ympäristöinsinööri, Vaasan kaupunki camilla.tuomela@vaasa.fi VEMA-hankkeen avaintiedot • Hankkeen nimi: Verkostomallit apuvälineenä Vaasan kaupunkivesien hallinnassa (VEMA) • Hankkeen päätoteuttaja: Vaasan kaupunki – Kuntatekniikka, Vaasan Vesi ja Kaavoitus • Toteutusaika: 1.4.2023–31.5.2024 • Rahoitus: 75 840 € Ympäristöministeriön Vesiensuojelun tehostamisohjelmasta • Mallinnuksen lisäksi hankkeessa toteutettiin myös vuotovesiselvityksiä 23 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Miten hulevesitietoa voisi hyödyntää paremmin päätöksenteossa. Mallin tarjoama havainnollisuus ja vuorovaikutussuhteiden esittäminen ovat keskiössä, jotta monimutkaisiakin asioita voidaan käsitellä päätöksentekoa tukevalla tavalla. Saisiko hulevesijärjestelmästä muodostettua paremman kokonaiskuvan. Verkostomallit ja mallinnusohjelmat ovat osoittautuneet hyödyllisiksi muun muassa verkostojen kapasiteetin ja virtaamien arvioinnissa, mutta myös luomaan paremman ymmärryksen ja kokonaiskuvan järjestelmästä
1340 ha (sis. Malli sisältää kunnalliset hulevesiviemärit ja katualueen kaivot, hulevesiviemäriverkoston purkureittinä toimivat avo-ojat, hulevesipumppaamot ja muut alueelliset hulevesien hallintarakenteet. Vaasan Pitkälahden valuma-alueen pilottimallin osavaluma-alueet läpäisemättömyyden perusteella luokiteltuna ja hulevesiverkoston rakenne. 24 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Pitkälahden hulevesimalliin sisällytettiin havainnolliset ja käytännönläheiset esimerkkitarkastelut, sisältäen valmiit visualisoinnin ja esitykset eri tarpeisiin ja tulosten tarkasteluun. Mallin pinta-ala n. Tässä vaiheessa toteutettiin kalibroimaton malli, joka tarjoaa lähtökohdan jatkokehittämiseen. Erityispiirteenä on, että Pitkälahden valuma-alueen valumareitti päättyy Vaasan suurimman hulevesipumppaamon kautta Onkilahteen. Pitkälahden hulevesimalliin on sisällytetty kaupungin hulevesijärjestelmä katualueelta purkuvesistöön asti. Tulevaisuudessa malli on tärkeä kalibroida ja validoida paikallisten sadantaja virtaamamittausten datan avulla. Dataan tehdyt oletukset ja korjaukset dokumentoitiin järjestelmällisesti ja läpinäkyvästi hulevesimalliin. Pilottialueen hulevesimalli: Pitkälahti Hulevesimalli laadittiin Fluidit Storm -ohjelmistolla pilottialueena toimivalle Vaasan Pitkälahden valumaalueelle (kuva 1 ). Lisäksi tarkennettiin pumppaamoiden korkotietoja ja kartoitettiin avo-ojien poikkileikkauksia. Hulevesimallin esimerkkitarkastelut Mallinnustyökaluilla on tehokasta havainnollistaa mallinnuksen käyttöä erilaisissa tehtävissä ja muodostaa kokonaiskuva hulevesijärjestelmästä. Esimerkkitarkastelut edustavat tyypillisiä kaupunkien ja hulevesisuunnittelijoiden työtehtäviä ja luovat työkalun suunnitteluun ja tietojen tarkasteluun. Pilottialue edustaa tyypillistä suomalaista kaupunkialuetta sisältäen monipuolista maankäyttöä, valtaojia sekä erilaisia hulevesijärjestelmän rakenteita. Mallin osavaluma-alueet ja niiden hydrologiset parametrit määritettiin täysin datapohjaisesti hyödyntäen Fluidit Storm ja Scalgo Live työkaluja. Hulevesimallin laatiminen vaatii paljon paikallisia lähtötietoja, muun muassa maastomallit, maanpeiteaineiston, verkkotietoaineiston, tietoa pumppaamoista sekä rumpujen ja ojien geometriasta ja sijainneista. Hankkeelle asetettujen tavoitteiden mukaisesti tarkasteluihin sisältyivät muun muassa hulevesijärjestelmän toiminnan analysointi ja ongelma-alueiden tunnistaminen, kaupunkitulvatarkastelu ja maankäyKuva 1. Koko Pitkälahden pilottialueen hulevesimallin pinta-ala on yhteensä noin 1 340 ha (taulukko 1 ), sisältäen myös Mustasaaren puolella sijaitsevat valuma-alueen latvaosat. Pitkälahden hulevesimallin avainlukuja. Hulevesiverkoston kaivojen puuttuvia tietoja täydennettiin arvioimalla korko automatisoidusti maastomallin tietojen perusteella. 1000 ha (vain Vaasa) Hulevesiviemäriverkoston pituus 81 km Avouomien pituus 21 km Kaivojen kokonaismäärä 2000 kpl Ritiläkaivojen lukumäärä 300 kpl Osavaluma-alueet 1000 kpl Purkupisteet 1 kpl (Onkilahti) Hulevesipumppaamot 8 kpl (joista 2 Mustasaaressa) Taulukko 1. Lisäksi Fluidit toteutti hulevesimallin alustavan laadunvarmistuksen tarkentamalla valuma-alueiden kytkeytyvyyttä hulevesiverkostoon. Mustasaari) n
Verkoston kapasiteetin parantamista tarkasteltiin tekemällä muutoksia muun muassa verkoston putkikokoihin ja myös Pitkälahden valtaojan toimivuutta tarkasteltiin ja muokattiin ojanpohjaa ja rumpuja. Etelä-Klemettilän uuden asemakaavoituksen tavoitteena on kehittää monipuolinen kaupunginosa, jonka kautta keskusta-alue laajenee junaradan toiselle puolelle ja yhdistyy nykyiseen teollisuusja varastoalueeseen. tön muuttumisen hulevesivaikutusten ehkäisy. Pitkälahden hulevesimallilla tehdyt esimerkkitarkastelut ja visualisoinnit havainnollistavat mallinnustyökalujen tehokasta käyttöä erilaisissa työtehtävissä ja miten analyysiä voi Kuva 2. Muutosehdotusten vaikutuksia arvioitiin tarkastelemalla pituusprofiileja ja vaikutuksia virtaamaan sekä ylivuotoihin. Esimerkki tarkasteluista on esitetty kuvassa 2 . Tarkastelun pohjalta ehdotettiin parannuksia alueen verkoston kriittisimpiin kohtiin sekä arvioitiin niiden vaikutuksia virtaamiin sekä ylivuotoihin. EteläKlemettilän alueella simuloitiin tulevaa tilannetta ilman hulevesien hallintamenetelmiä sekä kolmella eri hulevesien hallintamenetelmällä, sisältäen viivytysaltaan sekä hulevesisäiliöitä, ja vertailtiin vaikutuksia muun muassa valuntaan ja vesimääriin. Tarkastelu mahdollistaa havainnollisesti ja visuaalisesti järjestelmän toiminnan sekä mahdollisten ongelmakohtien ja kapasiteettikapeikkojen arvioinnin ja analysoinnin koko pilottialueelta. Etelä-Klemettilän alueella tarkasteltiin maankäytön muuttumisen hulevesivaikutuksia sekä niiden ehkäisyä eri menetelmien avulla. Aluetta ja sen 1970luvulta peräisin olevaa hulevesiverkostoa tarkasteltiin kolmen eri mitoitussateen avulla ja simuloitiin virtaamia ja mahdollisia ylivuodon riskikohtia verkoston kapasiteetin täyttyessä. Lisäksi arvioitiin Karitien pumppaamon häiriötilanteen sekä meriveden pinnan nousun vaikutuksia kapasiteettiin, virtauksiin ja vedenkorkeuksiin. 25 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Hulevesien hallintamenetelmiä voidaan sisällyttää malliin monin eri tavoin, joista jokaisella on oma tarkkuustasonsa. 2D-tulvamallintamisella arvioi tiin tulvavesien leviämistä maanpinnalle. Asevelikylän alueella on tarkasteltu omakotivaltaisen asuinalueen hulevesijärjestelmän toimivuutta, tulvaherkkyyttä sekä mahdollista saneeraustarvetta. Kapasiteettitarkastelussa on simuloitu, koottu ja esitetty kartta pohjaisesti tietoa pilottialueen hulevesijärjestelmän toiminnasta, sisältäen muun muassa tietoa virtaamamääristä ja nopeuksista kolmen eri mitoitussateen aikana. Esimerkkejä hulevesiverkoston toiminnallisista tarkasteluista
Mallinnuksen hyödyntäminen jatkossa VEMA-hankkeen kokemukset osoittavat, että mallinnus on monipuolinen työkalu kaupunkiorganisaation työtehtävissä hulevesien hallinnan parissa. Saatavilla: https://www.vaasa.fi/asu-ja-ela/asuminen-ja-rakentaminen/jatehuolto-vesi-ja-sahko/hulevesien-hallinta/vema-projekti/. Lisäksi mallinnuksen opettelu ja käyttöönotto vaatii riittävää resurssointia, sekä ajallisesta että taloudellisesta näkökulmasta. Hulevesimallin kehittämistä jatketaan parhaillaan Vaasan keskustan, Palosaaren ja Hietalahden valuma-alueilla, jotta mallinnusta voidaan hyödyntää laajemmalla alueella. Esimerkeissä tehdyt ratkaisuehdotukset eivät sisällä varsinaista suunnittelua, mutta toimivat esikuvana ja pohjana jatkotyöskentelyä varten. VEMA-hankkeen loppuraportti. Hulevesimallinnuksen tueksi laadittiin Hulevesimallinnusohje (Björninen 2024), joka on selkokielinen ja havainnollinen kuvaus mallintamisesta laajalle lukijakunnalle. Kuva 3. Ohjeessa on mallin lähtötiedot ja osa-alueet selitetty tiivistäen ja ohjeistus auttaa hahmottamaan lähtötietotarpeita ja miten tietoja hyödynnetään hulevesimallinnuksessa. Mallia voidaan hyödyntää muun muassa omaisuudenhallinnassa, infrastruktuurin suunnittelussa, tulvariskien arvioinnissa ja ympäristövaikutusten minimoinnissa. Vaasan kaupunki (2024). Koulutukset järjestettiin etänä ja nauhoitetiin myöhempää hyödyntämistä varten. Koulutuksiin osallistui Vaasan kaupungin henkilöstöä Kuntatekniikasta, Kaavoituksesta ja Vaasan Vedeltä, yhteensä enimmillään 17 henkilöä. VEMA-hankkeessa luotiin pohja koko kaupungin laajuiselle hulevesimallinnusjärjestelmälle. Koulutuksissa käsiteltiin muun muassa hulevesimallinnuksen perusperiaatteita ja tyypillistä prosessia, hulevesimallintamisen komponentteja ja lähtötietoja, mallin simulointia ja tulosten tarkastelua. Saatavilla: https://www.vaasa.fi/uploads/2024/06/46d052a6-vema_ mallinnusohje_2024-06-19.pdf. Hulevesimallinnusohje. Pitkälahden hulevesimalliin kootut tiedot ja esimerkkitarkastelut ovat hyödynnettävissä moniin tarkoituksiin, mikä tekee hulevesimallista arvokkaan resurssin laajalle käyttäjäjoukolle. (2024). Lisää tietoa Björninen, H. Koulutukset ja hulevesimallinnusohje Keskeisenä osana hanketta oli Vaasan kaupungin henkilöstön mallinnusosaamisen ja -ymmärryksen kehittäminen. Hankkeen myötä saadut opit ja ohjeet ovat sovellettavissa myös muissa kunnissa, ja ne tukevat laajasti kaupunkialueiden vesienhallintaa ja ilmastonmuutokseen sopeutumista. tehdä systemaattisesti. Hulevesimallintamisen tyypillinen prosessi. Hulevesimallinnusohje sisältää tiivistetysti tietoa Vaasan Pitkälahden hulevesimallista ja sen laadinnasta, mutta yleisellä tasolla myös koottua tietoa hulevesimallintamisen tyypillisestä prosessista (kuva 3 ), tarvittavista lähtötiedoista, valuma-alueiden parametrisoinnista, ojien ja rumpujen kartoituksesta, sadannasta, herkkyystarkasteluiden menetelmistä, hulevesien hallintamenetelmien sisällyttämisen mahdollisuuksista, kaupunkitulvien tarkastelusta ja mallin käytöstä. VEMA-hankkeen puitteissa toteutettiin Fluidit Oy:n järjestämä koulutuskokonaisuus. Viestinnän ja yhteistyön kehittämiseksi tärkeää on myös tulosten havainnolliset esittämistavat. 26 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Mallinnuksen jatkokehittäminen edellyttää selkeästi määritellyn pääkäyttäjän sekä versionhallinnan tarkkaa suunnittelua ja seurantaa
KAJSA ROSQVIST FT, Helsingin kaupunki kajsa.rosqvist@hel.fi 27 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Olennaista on, että kaupunkiympäristön suunnittelussa ollaan tietoisia tulviin liittyvistä riskeistä eikä niitä vähätellä. vesija energiahuolto sekä liikennetunnelit). Minkä hydrologisen mallin valitsemme pohjaksi, jotta tulvien laajuuksia ja kestoja voidaan arvioida sopivalla tarkkuudella seuraavan vaiheen kustannus vaikutusten tarkastelussa. I lmastonmuutoksen vaikutusten merkittävimpiin riskeihin Helsingissä lukeutuvat rankkasateista johtuvat hulevesitulvat ja niiden ennustettu kasvu (Pilli-Sihvola et. Lisäksi tulvariskiä lisäävät myös laajat maanalaiset tilat ja niihin sijoitetut yhteiskunnan toimivuuden kannalta merkittävät toiminnot (esim. al, 2018). Tietopohjaa sadeskenaarioiden ja tulvamallien tarkastelusta varautumistason asettamiseksi Helsingille Helsingin kaupunki toteutti viime vuonna hulevesitulvariskien vaikutusten arviointiin liittyvän selvityksen, joka toimii lähtötietona tulvariskeihin soveltuvan varautumisen tason määrittämiselle. Vedenhallinnan ytimessä on viherratkaisujen vahvistaminen kaupunkirakenteessa, ja luontevana seurauksena varautumisen tason asettamiselle tulee olemaan riittävien tilavarausten varmistaminen. Työn tuloksena on saatu vastauk sia seuraaviin kysymyksiin: Minkälaisille ja -kestoisille tulevaisuuden ilmaston sateille varautumisen tasoa on mielekästä määrittää. Kantakaupungin hulevesitulvariskityön tausta ja sisältö Helsingin tavoitteena on asettaa rankkasateille varautumisen taso, joka ohjaa maankäytön suunnittelua ja olemassa olevan kaupunkirakenteen muuttamistarvetta ilmastonmuutoksesta johtuvien sademäärien kasvun huomioimiseksi. Selvitykseen sisältyi tulevaisuuden sadeskenaarioiden ja tulvamallien tarkasteluja. Suuria vahinkoja aiheuttavan rankkasadetulvan todennäköisyys on suurin kantakaupungissa, jossa vettä imevää pintaa on vähän ja rakentamisen tiiveys on suuri. Varautumisen taso asetetaan vertailussa siihen kohtaan, jossa tulvariskien hallintaratkaisuista koituvat kustannukset ovat vahinkokustannuksiin verrattuna perusteltuja ja tuottavat eniten hyötyjä. Tulevaisuuden sadeskenaarioiden määrittäminen Jo työn käynnistyessä havaittiin, ettei Suomen olosuhteisiin ole valmiiksi määritelty ilmastokorjattuja mitoitussateita Kööpenhaminan mallin kaltaista varautumisen tason asettamista varten. Varsinainen varautumisen tason asettaminen puolestaan edellyttää huolellista riskien ja ratkaisumahdollisuuksien punnitsemista. Helsingin kaupungin kumppanina tarkastelun toteutti Sitowise Oy. Näin ollen varsinkin kantakaupungissa rankkasadetulvista aiheutuvat taloudelliset, yhteiskunnalliset ja terveydelliset vaikutukset voivat nousta erityisen suuriksi ja haastaviksi. Varautumisen tason asettamisen ensimmäinen vaihe on käsittänyt Helsingille relevanttien sadeskenaarioiden määrittämisen ja tulvamallinnuksen tarkastelua. Varautumisen tason määrittämisessä hyödynnetään Kööpenhaminassa käytettyä mallia (The City of Copenhagen, 2012), joka perustuu erilaisista sadeskenaarioista aiheutuvien rankkasadetulvien vahinkokustannusten ja hallinnan ratkaisujen kustannusarvioiden vertailuun. NORA SILLANPÄÄ TkT, Sitowise Oy nora.sillanpaa@sitowise.com Kirjoittaja toimii myös Adjunct Professorina Aaltoyliopistossa. Näin ollen varsinaisten sadeskenaarioiden määrittäminen edellytti omaa analyysiä käytettävissä olevan tutkimustiedon pohjalta. Vaikka kerran sadassa vuodessa toistuva mitoitussadetapahtuma on varsin vakiintunut tulvamitoitustaso niin Suomessa kuin Euroopassa, tarvitaan tulvavaikutusten kustannus-hyötyanalyysin tueksi laaja kirjo niin yleisempiä kuin paljon harvinaisempia sadetapahtumia
Kerran 10–1 000 vuodessa toistuville mitoitussadetapahtumille (kesto 1 h) arvioidut sademäärät nykyja tulevaisuuden ilmastossa. Tulevaisuuden sadeskenaarioiden määrittämiseksi muodostettiin nykyilmastoa ja tulevaa ilmastoa kuvaavat tuntisateiden regressiokäyrät. Yksinkertainen regressioanalyysi ei myöskään tuota sademäärille niiden luotettavuusrajoja. Jatkotarkasteluun valituilla sadetapahtumilla sademäärän kasvuksi arvioitiin 34–44 %. Poikkeuksellisten tulvatilanteiden seurausten arviointi edellyttää tyypillistä suunnittelutilannetta pidempikestoisen mitoitussateen, jotta tulva-alueilla on aikaa kehittyä maksimilaajuuteensa. Aivan tuoreinta tutkimustietoa Suomenkin olosuhteisiin ovat esittäneet Dyrrdal ym. Toistuvuus (vuotta) Nyky ilmasto (mm) Tuleva ilmasto (mm) Korjauskerroin (%) 20 27 36,1 34 50 32,4 44,7 38 100 36,6 51,2 40 250 41,9 59,8 43 500 46,0 66,3 44 Kuva 1. Viimeaikainen tutkimus on osoittanut, että muiden Pohjoismaiden tapaan esimerkiksi 30–50 % korjauskerroin huomioisi paremmin ilmastonmuutoksen vaikutuksen (Toivonen ym. Taulukon perusteella menneen ilmaston kerran 100 vuodessa toistuvan sadetapahtuman todennäköisyys viisinkertaistuu tulevaisuudessa. Nykyilmaston sademäärät määritettiin Ilmasto-oppaan (2024) perusteella 10–100 vuoden toistuvuuksilla, ja niihin sovitettiin parhaiten soveltuva yksinkertainen, logaritminen regressiokäyrä (kuva 1 ). (2023) ja tässä artikkelissa esitettyjä mitoitussateiden korjauskertoimia käytettiin lähtökohtana myös Helsingin kantakaupungin sadeskenaarioille. Korjauskerroin ei myöskään voi olla vakio kaikille sadetapahtumille, vaan korjauskerroin kasvaa sadetapahtuman toistuvuuden harvinaistuessa. Mikäli riskien hallinnassa halutaan tarkemmin ymmärtää toistuvuustasoarvioiden luotettavuutta, on se määritettävissä varsinaisen ääriarvoanalyysin avulla. Tyypillisesti ilmastonmuutos on huomioitu hulevesisuunnittelussa Suomessa kasvattamalla mitoitusintensiteettejä 20 % korjauskertoimella. Hulevesisuunnittelu ylipäätään edellyttää tietoa hyvin lyhytkestoisista rankkasateista, joista on nykyilmastonkin osalta rajallisesti tietoa tarjolla, etenkin kun ilmaston tiedetään jo muuttuneen verrattuna vanhimpiin aikasarjoihin. Korjauskertoimelle ei ole olemassa yhtä oikeaa lukuarvoa, ja kertoimen suuruus riippuu esimerkiksi taustalla olleesta ilmastomallista. (2023) perusteella valittiin korjauskertoimiksi 30 % kymmenen vuoden ja 40 % sadan vuoden toistuvuuksille. Hulevesien hallinnan sadeskenaarioissa tulee huomioi da sadetapahtumien tilastollinen toistuvuus, kesto ja ilmaston muutoksen vaikutus tulevaisuuden sademääriin. Tämän jälkeen voitiin sovittaa vastaavan muotoinen regressiokäyrä myös tulevan ilmaston tilanteelle ja tarkastelua laajennettiin ekstrapoloimalla tuntisademääriä 1 000 vuoden toistuvuuteen asti. y = 5,9109ln(x) + 9,2616 y = 9,3803ln(x) + 8,0403 10 20 30 40 50 60 70 80 200 400 600 800 1000 Sa da nt a (m m /h ) Toistuvuus (vuotta) Tuleva ilmasto Nykyilmasto 28 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Dyrrdalin ym. Hulevesitulvariskien vaikutusarviointeihin valitut sadeskenaariot. On tärkeää huomioida, että tässä työssä määritetyt sadeskenaariot ovat vain yksi yksinkertaistettu arvio tulevaisuuden vaikutuksesta. 2021). Taulukko 1. Korjauskertoimet perustuvat vuosien 1986-2005 ja 2081–2100 välisenä aikana tapahtuvaan sademäärän muutokseen eri ilmastomallien perusteella RCP8.5 ilmastoskenaariossa. Kantakaupungin alueella soveltuva mitoitussateen kesto määritettiin mallinnuksen avulla yhdeksi tunniksi. Helsingin kantakaupungin hulevesitulvariskien kustannushyötyanalyysin pohjaksi valittiin viisi, toistuvuudeltaan vaihtelevaa sadeskenaariota (taulukko 1 ). Regressioyhtälöiden perusteella määritetyt korjauskertoimet ovat huomattavasti nykyistä 20 % korjauskerrointa suurempia
Scalgo LIVE:lla määritetyt tulva-alueet on esitetty punaisina, Fluidit Stormilla mallinnetut sinisellä katkoviivalla. Kokemuksia pintatulva-alueiden mallintamisesta Työn aikana testattiin erilaisia mallinnusmenetelmiä tulvariskialueiden määrittämisessä. Kohteissa 3 ja 6 Scalgolla määritetyt tulva-alueet jäivät vaatimattomiksi Fluiditin mallinnustuloksiin verrattuna, kun taas kohteissa 1, 2, 5 ja 7 Scalgo LIVE muodosti laajempia tulva-alueita Fluidit Stormiin verrattuna. Erityisesti vertailussa keskityttiin tulva-alueiden sijaintiin, tilavuuteen sekä keskija maksimisyvyyksiin. Käytetyt mallit eroavat periaatteiltaan merkittävästi toisistaan ja tarkempaa tietoa mallien toiminnoista ja sovelluskohteista kannattaakin hakea esimerkiksi ohjelmis tojen verkkosivuilta. Lisäksi Fluidit Stormilla luotuun malliin voitiin lisätä myös yksityiskohtainen verkostomalli, mitä ei voitu sisällyttää Scalgoon. 29 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Mallinnustarkastelun kohdealueena toimi Helsingin päärautatieaseman valuma-alue, jolle oli jo olemassa aiemmin laadittu hulevesimalli. Mallinnuksessa rajauduttiin vertailemaan kahdella eri ohjelmalla, Scalgo LIVE (scalgo.com) ja Fluidit Storm (fluidit.com), mallinnettujen pintatulva-alueiden ominaisuuksia. Kuva 2. Testatut mallinnustavat tuottivat toisistaan poikkeavia tulva-alueita (kuva 2 ). Yllättävää tuloksissa oli, ettei kumpikaan malli systemaattisesti ylitai aliarvioinut tulvaalueita. Eroja aiheutti esimerkiksi mallien toisistaan poikkeava valuma-alueiden määrittely ja tästä johtuvat erot lammikoitumisalueiden muodostumisessa. Mallinnustarkastelun tavoitteena oli lisätä ymmärrystä mallinnustuloksiin liittyvistä epävarmuuksia ja löytää mahdollisimman yksinkertainen, mutta riittävän luotettava menetelmä kantakaupungin alueen hulevesitulvariskien kustannusvaikutusarviointeja varten. Esimerkiksi kohteissa 8 ja 9 eri menetelmillä mallinnetut tulva-alueet vastasivat hyvin toisiaan
kk.dk/sites/default/files/2021-09/Cloudburst%20 Management%20plan%202010.pdf. Saatavilla (viitattu 28.1.2024): https://www.ilmasto-opas.fi/visualisoinnit/ rankkasateiden-toistuvuus/?lang=fi. Vesitalous, 2/2021: 14-18. https://international. Scalgolla määritetyt tulva-alueet voitiin tulkita vastaavan tilannetta, jolloin vettä ei päätyisi lainkaan maanalaiseen verkostoon esimerkiksi verkoston kapasiteetin täyttymisen tai tukosten vuoksi. ym. Ilmasto-opas, Lyhytkestoisten sateiden rankkuus ja toistuvuusaika Suomessa (ilmasto-opas.fi). Kööpenhaminan valitsema varautumisen taso asettuu juuri siihen – ehkä se meillä Suomessa ja Helsingissäkin tulisi olla samoilla paikkeilla. Samalla on kirkastunut käsitys siitä, miten sademäärien kehitystä voidaan tulkita suhteessa toistuvuuksiin: kun varaudutaan tulevan ilmaston kerran sadassa vuodessa toistuvaan sademäärään (51 mm tunnin aikana), on varauduttu jo puoleen siitä määrästä, mikä tilastollisesti sataa kerran tuhannessa vuodessa. Changes in design precipitation over the Nordic-Baltic region as given by convectionpermitting climate simulations. Toivonen, E. Nämä vaiheet tulevat olemaan Helsingin työn seuraavia askeleita kohti tietoista varautumista. The City of Copenhagen (2012). Tulevaisuuden näkymiä ja jatkoaskeleita Työn johtopäätöksenä Helsinki tulee täydentämään olemassa olevaa HSY:n sekaviemärin verkostopohjaista hydrologista mallia hulevesitiedoilla tulvamallinnuksen tarkentamiseksi. Weather and Climate Extremes, 42: 100604. 30 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Molempien mallien osalta voidaan myös todeta, ettei mikään malli ole täydellinen kuvaus todellisesta kaupunkiympäristöstä. Ilmastonmuutos vaikuttaa hulevesien mitoitukseen Suomessa ja muissa Pohjoismaissa. Fluidit Stormiin pohjautuva malli kuvaa tarkemmin rakennetun alueen tulva mekanismeja, mutta mallinnusprosessi on huomattavasti hitaampi ja Scalgoa raskaampi niin työmäärältään kuin edellyttämältään lähtöaineistolta. Cloudburst Management Plan 2012. ym. pelastuslaitoksen kanssa paikallisten riskikohteiden tunnistamiseksi. Fluiditin mallinnuksessa maanalaisen verkoston toiminta vaikutti merkittävästi tulva-alueiden laajuuksiin, sillä tulva-alueet tyhjentyivät useissa kohteissa melko tehokkaasti viemäriverkoston kautta. Mallinnustarkastelun perusteella molempia vertailussa käytettyjä ohjelmistoja voidaan käyttää pintatulva-alueiden mallinnuksessa, kunhan tulosten tulkinnassa osataan ottaa huomioon malleihin liittyvät rajoitteet ja epävarmuudet. (2018). Scalgo LIVE -ohjelmistoon on myös aivan viime aikoina tullut lisäominaisuuksia tulvien mallintamiseen, joita ei ollut käytettävissä tämän projektin aikana. Maanpinnan korkeusmalleihin sisältyy epävarmuuksia ja esimerkiksi maanalaisiin tiloihin ja niiden sisäänmenoaukkoihin liittyvä paikkatieto on usein puutteellista. The City of Copenhagen/ Technical and Environmental Administration. (2021). Sään ja ilmastonmuutoksen aiheuttamat riskit Helsingissä. Tehokas maanalainen verkostokaan ei kuitenkaan ehkäissyt pintatulvaalueiden muodostumista. Lähteet Dyrrdal, A. Mallinnustulosten perusteella Scalgon etuna mallinnuksessa on sen helppokäyttöisyys ja nopeus. ym. Siksi tulva-alueiden kartoittaminen edellyttää vuoropuhelua mm. (2023). Erityisesti kantakaupungin osalta tämä koettiin tarpeellisena askeleena, koska mahdollisimman tarkka mallinnus antaa hyvän pohjan vahinkokustannusten arvioimisen lisäksi myös tulevaisuudessa hahmoteltavien hallintaratkaisujen ja niiden toteutuskustannusten määritykselle. Pilli-Sihvola, K. Sadeskenaarioiden määrittämistyö on myös laajentanut ja havainnollistanut tietopohjaa sekä vahvistanut ymmärrystä kaupungilla yleisesti sateiden tilastollisesta toistuvuudesta ja tulevan ilmaston sateiden ennustetusta kasvusta. https://www.hel.fi/static/liitteet/kaupunkiymparisto/julkaisut/julkaisut/julkaisu-06-18.pdf. Kaupunkiympäristön julkaisuja 2018:6, Helsingin kaupunki/ kaupunkiympäristön toimiala
Helsingin sekaviemäröintialue (punainen) sekä eriyttämiskelpoiset alueet (vihreä) 2022. Lisäksi selvityksessä arvioitiin eriyttämisen toteutettavuutta ja investointitasoa. MAIJA VILPANEN Asiantuntija, jätevedenpuhdistus maija.vilpanen@afry.com Helsingissä siirtymää sekaviemäröinnistä erillisviemäröintiin on aiemmin pääasiassa tarkasteltu ylivuotojen sekä verkoston ja jätevedenpuhdistamon toiminnan kautta. S elvityksen tarkoituksena oli tuottaa päätöksentekijöille tietoa sekaviemäröinnin ja erillisviemäröinnin vaikutuksista Helsingin kantakaupungissa ja merenlahdissa, sekä tarvittavista toimenpiteistä, joita Helsingin kantakaupungin vesienhallintaan liittyy. Kasvavan kuormituksen vaikutuksia rannikkovesistöihin ei ole ennen tätä selvitystä arvioitu kokonaisuutena. Kartan siniset alueet ovat HSY:n investointiohjelmassa 2023–2032 olevia kohteita. Tarkastelu tehtiin vuoden 2100 tilanteeseen ilmastonmuutoksen vaikutus huomioiden. Nykytilanne Helsingin alueella oli vuonna 2022 noin 240 km sekaviemäreitä. Työn painopiste oli kokonaiskuormituksen arvioinnissa, hulevesien vaikutuksissa rannikkovesistöihin sekä eriyttämisen vaikutuksissa jätevedenpuhdistamon ja verkostojen toimintaan. AFRY Finland Oy 31 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Helsingin sekaja erillisviemäröinnin vertailu ja vaikutusarvio JUSSI RISTIMÄKI Projektipäällikkö AFRY Finland Oy jussi.ristimaki@afry.com JOHANNA PAJARI Vastuusuunnittelija, hulevedet ja mallinnus johanna.pajari@afry.com TERHI RENKO Asiantuntija, hulevedet, sopimukset ja lainsäädäntö terhi.renko@afry.com ANNE LILJENDAHL Asiantuntija, vesistövaikutukset anne.liljendahl@afry.com Kuva 1. Se kattoi noin 20 km² alueen sijoittuen pääosin Helsingin kantakaupunkiin, joka on enimmäkseen tiivistä tai erittäin tiiviistä kaupunkirakennetta (kuva 1 ). Viime vuosina tietoisuus hyvin tiiviisti rakennettujen ja liikennöityjen alueiden hulevesien heikosta laadusta on kasvanut
Metallit ja muut haitta-aineet kertyvät osittain puhdistamolietteeseen. Kaikki merenlahdet ovat kemialliselta tilaltaan hyvää huonommassa tilassa. AFRY Finland Oy Virtaaman suuret vaihtelut rankkasateiden ja lumen sulannan aikaan. Hulevedet aiheuttavat suurta vaihtelua tulovirtaaman määrään ja laatuun (kuva 3 ). Kuva 3. Merenlahtien suurin ongelma on rehevöityminen, joka johtuu fosforin ja typen liiallisesta määrästä vedessä. 2022) sekä tarkasteltavien valuma-alueiden hulevesistä (StormTac-laskelmat). Hulevedet tuovat mukanaan hiekkaa, roskia ja raskasmetalleja. Hulevesien osuudesta Viikinmäen puhdistamon tulovirtaamaan tehtiin arvio sekaviemärimallia ja HSY:n toimittamia arvioita hyödyntämällä. Esimerkkejä hulevesien haitoista jätevedenpuhdistamolla. Kaksi suurinta Helsingin edustan merialueiden ravinnekuormituslähdettä ovat Vantaanjoki (kuva 2 ) ja Viikinmäen jätevedenpuhdistamo, jonka purkupiste sijaitsee noin 8 km päässä rannikosta. 2013–2021, HSY 2022), ylivuotokaivoista (Laitinen ym. Kuva 2. Helsingin edustan merenlahdet ovat pääosin välttävässä ekologisessa tilassa. Viikinmäen puhdistamolle tulevasta hiekasta suuri osa on peräisin sekaviemäröidyiltä alueilta. Verkostojen kautta tapahtuvat ylivuodot aiheuttavat paikallisesti ravinneja haitta-ainekuormitusta sekä vesien hygieenisen laadun huononemista. Näiden perusteella sekaviemäröityjen alueiden hulevesien määrä on koko vuodelle jaettuna keskimäärin noin 18 600 m³/d, noin 6,6 % keskimääräisestä tulovirtaamasta. Puhdistamon hydraulisesta kapasiteetista on nykyisillä keskivirtaamilla käytössä 91 %. Hulevedet laskevat tulevan jäteveden lämpötilaa, mikä heikentää erityisesti typenpoiston toimintaa. 2013–2022), Viikinmäen jätevedenpuhdistamolta (vv. Vesienja merenhoidon tavoitetila on vähintään hyvä. Kokonaisfosforin keskimääräinen vuosikuormitus (kg/a) Helsingin edustalle Vantaanjoesta (VEMALA-malli, keskiarvo vv. Viikinmäen puhdistamon kapasiteetin arvioidaan loppuvan 2040-luvun aikana. 32 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA
seuraavista näkökulmista: verkostotarpeet, hulevesien määrällinen ja laadullinen hallinta, niiden toteutettavuus ja kustannustaso, katuja maanalaisiin tiloihin liittyvät tarpeet sekä vaikutukset vesistöihin ja Viikinmäen jätevedenpuhdistamolle. Skenaarioista 1 ja 2 laadittiin karkeat tekniset hankesuunnitelmat, joissa tarkasteltiin ratkaisuja mm. Skenaario VE1 aiheuttaisi lisääntyvän hulevesikuormituksen (kuva 5 ) vuoksi suojaisten merenlahtien ja kaupunkipurojen tilan merkittävää heikkenemistä. Näillä kaikilla on haitallinen vaikutus sekä alueen virkistyskäyttöarvoon että luonnon monimuotoisuuteen. Hulevesien laadullista kuormitusta tarkastelualueella laskettiin StormTac-ohjelmalla, jolla saatiin ravinteiden lisäksi arvioitua haitallisten ja vaarallisten aineiden pitoisuudet ja vuosikuormitus merialueille. Kaikkea hulevesien käsittelyä tai viivytystä ei ole mahdollista toteuttaa maanpäällisinä ratkaisuina. Skenaarioita vertailtiin ja niille tehtiin vaikutusarvio. Jotta voitiin arvioida, miten sekaviemäröinnistä luopuminen vaikuttaa merenlahtien tilaan, tarkastelualue jaettiin valuma-alueperusteisesti 16 merenlahtialueeseen. Tulvatilanteita ei tarkasteltu. Herkkyyteen vaikuttaa voimakkaasti merenlahden suojaisuus ja veden vaihtuvuus. Skenaariot ovat teoreettisia, joita vertaamalla saadaan selville erilaisia seurauksia ja vaikutuksia, eivätkä ne ole sellaisenaan toteutuskelpoisia. Herkimmillä merenlahdilla edellytetään hulevesien käsittelyä siten, että poistetaan vedestä sekä kiintoaines että liukoisessa muodossa olevia ravinteita. Tällä otettiin huomioon tulevia kuormitusmuutoksia. Vaikutusarvioiden perusteella valittiin alueellisesti parhaat ratkaisut jokaiselle tarkastelualueelle. Nykyinen lainsäädäntö ei mahdollista sekaviemäröinnillä jatkamista ja EU-tasolta on signaaleja, että sekaviemäreiden ylivuodot eivät ole tulevaisuudessa hyväksyttäviä. 33 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Niiden pohjalta muodostettiin skenaario 3 (VE3), jossa aluekohtaisesti määritettiin tarkoituksenmukaiset ratkaisut vesien eriyttämiseen ja hulevesien käsittelyyn. Toiseksi herkimmillä merenlahdilla edellytetään kiintoaineen poistoa. Skenaariossa 2 sekaviemäri eriytetään ja hulevedet käsitellään ja niitä tarvittaessa viivytetään. Työn aikana laaditun tarkastelun mukaan StormTac-ohjelmiston eri maankäyttömuotojen hulevesien ominaiskuormitusarvot vastasivat suomalaisia tutkimustietoja. Työssä arvioitiin neljää eri skenaariota. Laajaalaisella hulevesien viivytykselläkään ei päästä tilanteeseen, jossa sekaviemäröinnillä ei olisi enää tulvimista tai ylivuotoja. Tarkastelussa otettiin huomioon erityisesti purkualueen herkkyys rehevöitymiselle, haitallisten ja vaarallisten aineiden vaikutuksille sekä hygieenisen laadun heikkenemiselle. Vaikutukset merenlahtiin ja vesistöihin Hulevesien vesistövaikutukset voivat usein olla hyvinkin paikallisia. Tämän vuoksi työssä tarkasteltiin karkealla tasolla myös maanalaisia ratkaisuja, jotka ovat kustannuksiltaan maanpäällisiä rakenteita merkittävästi kalliimpia. Tätä skenaariota ei pidetty realistisena vaihtoehtona. Alueelliselle kokonaisratkaisulle laadittiin sanallinen kokonaisvaikutusarvio. VE0:n lähtökohta oli jatkaminen sekaviemäröinnillä. Viikinmäen puhdistamon puhdistustulos heikkenisi eikä kapasiteetti riittäisi asumajätevesien puhdistamiseen. Skenaariot ja tehdyt tarkastelut Työssä arvioitiin neljää eri skenaariota (kuva 4 ). Vuoden 2100 kuormitusmalleihin otettiin ennusteiden takia sadannaksi Helsingin Kaisaniemen pitkän ajan vuotuisen sadannan keskiarvo (645 mm vuosina 1991–2020), jota korjattiin ilmastonmuutoskertoimella 1,2. Vaikka koko verkosto-, pumppaamoja tunneliverkoston hydraulista kapasiteettia lisättäisiin, aiheutuisi todennäköisesti silti ylivuotojen ja ohitusten lisääntymistä. Niiden ravinne-, VE Jatketaan sekaviemäröinnillä VE 1 Sekaviemäröinti eriytetään ja hulevesiä ei käsitellä VE 2 Sekaviemäröinti eriytetään ja hulevedet käsitellään laadullisesti ja tarvittaessa viivytetään VE 3 Määritettiin alueellisesti optimaalinen ratkaisu kullekin merenlahdelle Kuva 4. Skenaariossa 1 sekaviemäri eriytetään, mutta hulevesiä ei käsitellä. Ilmastonmuutoksen myötä rankkasateet lisääntyvät
Purkuputken kautta avomerelle päätyy arviolta n. 15 % vähemmän typpeä kuin jatkettaessa sekaviemäröintiä. Esimerkiksi Seurasaarenselällä fosforikuormituksen arvioitiin kasvavan 4,5-kertaiseksi, typpikuormituksen 3,6-kertaiseksi ja kiintoainekuormituksen 5,6-kertaiseksi verrattuna tilanteeseen, jossa sekaviemäröintiä ei eriytetä. Sekaviemäröinnin eriyttäminen tapahtuu kuitenkin vähitellen, joten eriyttämisen ei arvioida välttämättä ehtivän vaikuttaa pääkaupunkiseudun kolmannen jätevedenpuhdistamon tarpeeseen. Tällä saadaan vähennettyä hulevesien aiheuttamia prosessihäiriöitä puhdistamolla ja siten pienennettyä puhdistamon vesistökuormitusta. kiintoaineja haitta-ainekuormitus moninkertaistuu, jos hulevesiä ei käsitellä. Myöskään jätevedenpuhdistamon eriyttämisen myötä parantunut puhdistusteho fosforin ja typen osalta ei riitä parantamaan merenlahtien veden laatua. Vaikutukset jätevedenkäsittelyyn Sekaviemäröinnin eriyttämisellä (skenaariot 1 ja 2) saadaan vähennettyä Viikinmäen jätevedenpuhdistamolle tulevia hulevesien huippuvirtaamia. Lisäksi monin paikoin jo eriytetyillä alueilla hulevesistä johtuva kuormitus on nykytilassakin niin suurta, että se vaikuttaa osaltaan vesien ja merenhoidon tavoitteiden toteutumiseen. Eriyttämisellä on kuitenkin vaikutusta kolmannen puhdistamon mitoitukseen ja siten investoinnin suuruuteen, sillä eriyttäminen vaikuttaa Kuva 5. Laskennat tehty StormTac-mallilla. Eriyttämisen myötä puhdistamon kapasiteetti riittää pidempään. VE2:ssa käsittelystä huolimatta osa ravinne-, kiintoaineja haitta-ainekuormituksesta päätyy vesistöihin, sillä käsittelyratkaisuja ei voida mitoittaa kaikille sateille, eikä reduktio ole 100 % missään käsittelyjärjestelmässä. 5 % vähemmän fosforia ja n. Hulevesistä johtuvat kokonaisfosforin vuosikuormitukset merenlahtiin ja kaupunkipuroihin vuonna 2100 skenaariossa VE0 (sekaviemäröintiä ei eriytetä) ja skenaariossa VE1 (sekaviemäröinti eriytetty ilman hulevesien käsittelyä). AFRY Finland Oy 34 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA
Hulevesien laadullinen käsittely kehittyy jatkuvasti, minkä takia tässä selvityksessä ei olla suositeltu vain tiettyjä ratkaisuja, vaan suositellaan käytettäväksi aina toteutusajankohtana parhaita saatavilla olevia tekniikoita. Verkostojen eriyttämisen kustannusarviossa käytettiin HSY:n investointiohjelman verkostorakentamisen yksikköhintoja. Toteutettavuuden varmistaminen edellyttää tarkempaa suunnittelua sekä merkittäviä muutoksia siinä, miten esimerkiksi katutilaa ja kadun alaista tilaa tai muuta yleistä aluetta priorisoidaan eri käyttötarkoituksiin. Eriyttämisellä voi olla vaikutusta myös Viikinmäkeen todennäköisesti tulevan haittaaineiden poiston investointikustannuksiin. Keskeisessä roolissa on kaupunkisuunnittelu eri mittakaavatasoilla yhteistyössä muiden kaupungin tahojen kanssa, jotka tekevät katutilan käytöstä suunnittelua ja päätöksiä. Tavoitteen saavuttaminen edellyttää kaupungilta merkittävää lisäresursointia ja panostusta paitsi investointeihin myös kunnossapitoon ja henkilöstöön. Myös verkostojen osalta oli useita haastaviksi tunnistettuja kohteita. Merenlahtiin tulee kuormitusta myös nykyisellään erillisviemäröidyiltä alueilta, jonka vuoksi merenlahtia tulee tarkastella kokonaisuuksina suunnitellen hulevesien eriyttäminen ja käsittely koko valuma-alue kerrallaan. Useilla alueilla käsittelyn ja viivytyksen toteutettavuus jäi epävarmaksi. Ensimmäisen vaiheen suuntaa antavaksi investointikustannukseksi arvioitiin verkostojen eriyttämisen ja hulevesien käsittelyn osalta yhteensä noin miljardi euroa (alv %) jakautuen karkeasti puoliksi. Hulevedet voivat olla paikoin erittäin likaisia ja sisältää runsaasti haitta-aineita. Tavoitteen saavuttaminen edellyttää myös hulevesien käsittelytehon parantamista uusien menetelmien myötä. Johtopäätökset Sekaviemäröinnin eriyttäminen on perusedellytys sille, että pystytään varautumaan ilmastonmuutokseen sekä kompensoimaan kaupungistumisen aiheuttamia haittavaikutuksia. Hulevesien käsittelemisessä tulisi hyödyntää niin nopeasti käyttöön otettavia menetelmiä kuin pidempää valmistelua vaativia keskitettyjä käsittelyratkaisuja. Hulevesien käsittelyn investointikustannustasoa arvioitiin valuma-aluekohtaisesti käsittelyn pinta-alaa tai tilavuutta sekä yksikköhintoja käyttäen. 35 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Eriyttämisen myötä Viikinmäen jätevedenpuhdistamon puhdistustulos paranee, mutta tämä ei riitä kompensoimaan suojaisiin merenlahtiin purettavien hulevesien aiheuttamaa suoraa ravinneja haitta-ainekuormitusta. Oleellista on tunnistaa ne paikat, joissa keskitettyä hulevesien käsittelyä tai viivytystä tarvitaan, jotta mahdollistetaan rakenteiden toteuttaminen myöhemmin. Hulevesien käsittelyperiaatteeksi suositellaan monipuolisesti eri menetelmiä hyödyntävää hajautettua ja vaiheittain toteutettavaa käsittelyä. Toteutettavuus ja kustannukset Sekaviemäreiden eriyttämisen toteutettavuutta tarkasteltiin tässä työssä karkealla karttatarkastelulla. Tässä kaupungilla on keskeinen rooli siinä, mitä kunnallisteknisiä verkostoja millekin kadulle sijoitetaan ja millä kaduilla tai alueilla tulisi olla tilaa myös maanpäällisille hulevesitai tulvareittiratkaisuille. Käyttökustannuksia ei arvioitu. Toteutusperiaatteita ja teknistä toteutettavuutta on selvitettävä alueja kohdekohtaisesti tarkemmin, jotta löydetään teknistaloudellisesti parhaita toteutuskelpoisia ja kustannustehokkaita ratkaisuja. Tarkemmat tarkastelut ja varsinainen suunnittelu voivat muuttaa oletuksia. Helsingin kaupungin ja HSY:n yhteistyön lisääminen ja toimintatapojen kehittäminen on olennaisen tärkeää, jotta mahdollistetaan eriyttämisen ja hulevesien käsittelyn oikeaaikainen suunnittelu ja toteutus sekä yhteensovitus muihin infrahankkeisiin. Kun puhutaan lähes 80 vuoden aikajänteestä, tulee ratkaisuja miettiä laajempina kokonaisuuksina kuin yksittäisinä korttelinväleinä. Investointikustannusten kohdentuminen eri alueille vaihtelee suuresti. jäteveden kokonaiskuormitukseen ja Viikinmäen puhdistuskapasiteetin riittämiseen. Ongelmallisiksi arvioidut kohteet ovat pääasiassa sellaisia, joissa verkostoille ei ole nykyisellään tilaa, vaan se vaatii joko kadun alaisten muiden teknisten verkostojen siirtoa, kadun alaisten tilavarausten jakoa uudelleen tai priorisointia, mitä verkostoja tietyllä katuosuudella voi ylipäätään olla. Lisäksi osalla valuma-alueista saattaa olla mahdollisuuksia ja tarvetta kääntää vesiä toisille valuma-alueille, mikä edellyttää useamman valuma-alueen samanaikaista tarkastelua. Tavoitetilassa vuoteen 2100 mennessä sekaviemäröinti on eriytetty kokonaisuudessaan ja kaikkien alueiden hulevedet käsitellään purkuvesistön herkkyyden edellyttämällä tavalla siten, että purkuvesistöjen tila saadaan EU-direktiivien mukaiseen tavoitetilaan. Jos ongelmakohtiin ei löydetä ratkaisuja, ei niiden yläpuolisten valuma-alueiden eriyttäminenkään onnistu. Eriyttämisellä saataisiin merkittävä kustannusvaikutus haitta-aineiden poiston käyttökustannuksiin. Mikäli erittäin likaisten hulevesien käsittelyn haasteita ei pystytä ratkaisemaan, voivat kaupunki ja HSY yhdessä arvioida, olisiko syytä erityistapauksissa ja paikallisesti tulkita joidenkin alueiden likaiset hulevedet jätevedeksi
Mallien rakentamisen keskeisiä parametrejä taustatietojen lisäksi ovat korkearesoluutioinen tieto sademääristä sekä putkistoissa ja uomissa virtaavista vesimääristä. Hallinnan toteutusta pyritään usein tukemaan matemaattisen mallinnuksen avulla. Harvalla mallinnustyökalujen lopputuloksia käytännössä soveltavalla taholla on syvällistä tuntemusta mallien toiminnasta ja niiden taustalla olevista olettamista. Matemaattisten mallinnustyökalujen soveltuvuuden varmistamiseksi on tärkeää ylläpitää avointa keskustelua mallinnusta toteuttavien tahojen ja loppukäyttäjien välillä, mikä voi lisätä toteuttavien tahojen ymmärrystä loppukäyttäjien tarpeista sekä kasvattaa loppukäyttäjien käsitystä mallinnustyökalujen kehittämisestä, käytöstä ja rajoitteista. Mallit rakennetaan useimmiten pohjautuen tietoon alueen topografiasta, maankäytöstä, maaperän laadusta sekä uomaverkostoista ja kaupungistuneissa ympäristöissä putkiverkostosta. Uusien menetelmien yhdistäminen hulevesien hallitsemisen kehittämiseksi 36 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. maankäyttö ja maaperän laatu, digitaaliset korkeusmallit, avouomien poikkileikkauk set, putkistotieto, sademäärät ja virtaaman vaihtelu. Tämän takia mallien kriittinen tarkastelu, lähtötietojen laadun ja kattavuuden parantaminen ja itse mallien kehittäminen, niin toiminnallisuuksiltaan ja käytettävyydeltään kuin tulosten esitysten kannalta ovat keskeisen tärkeitä kehityskohteita. Turun AMK:n toteuttamassa Opetusja kulttuuriministeriön rahoittamassa ISMO-hankkeessa https://ismo.turkuamk.fi/ pyritään kehittämään matemaattisten hulevesimallien käytettävyyttä, toimivuutta ja luotettavuutta sekä niiden tulosten esitystapaa mahdollisimman suuren käyttäjäjoukon tarpeet huomioiden. Lisäksi mallinnustyökalujen houkuttelevuutta saattaisi lisätä avoimien, helppokäyttöisten ja visuaalisesti korkeatasoisten työkalujen tarjoaminen loppukäyttäjille. todellisten sadetapahtumien simulointien yhteydessä tulosten luotettavuuden ja laadun. M uuttuva ilmasto ja tiivistyvä kaupunkirakenne muokkaavat tarvetta hallita kaupunkialueiden hulevesiä entistä tehokkaammin ja tarkemmin. Näitä ovat mm. Malleissa heijastuu aineistojen laatu Matemaattisia malleja käytetään kuvaamaan veden kiertokulkua tai sen osia luonnollisissa ja rakennetuissa ympäristöissä. yliarvioimalla mallien käytettävyys tai luotettavuus eri olosuhteissa. Mallinnustulosten luotettavuuden parantamiseksi on tärkeää tukea kustannustehokkaita tapoja tarvittavien tausta-, pakoteja validointisekä kalibrointi aineistojen keräämiselle. Todellista maailmaa kuvaavat mallit ovat kuitenkin parhaimmillaan vain valistuneita arvioita tarkasteltavista prosesseista. Ne määrittävät mallinnustulosten käytettävyyden, sekä esim. Näiden aineistojen osalta, etenkin tiedot hulevesiputkiverkostoista ja uomien morfologiasta ovat usein puutteellisia, mikä asettaa rajoituksia tulosten tulkinnalle ja käytettävyydelle. EMIL NYMAN FT, johtava asiantuntija Turun Ammattikorkeakoulu, Vesija ympäristötekniikan tutkimusryhmä emil.nyman@turkuamk.fi JAN-HENDRIK KÖRBER FT, erityisasiantuntija Turun Ammattikorkeakoulu Vesija ympäristötekniikan tutkimusryhmä jan-hendrik.korber@turkuamk.fi ASHVIN CHAUDHARI TkT (Tech.), vanhempi tutkija Turun ammattikorkeakoulu, Computational Engineering and Analysis -tutkimusryhmä ashvin.chaudhari@turkuamk.fi HARRY EDELMAN TkT, arkkitehti., yliopettaja, Turun ammattikorkeakoulu, Rakennettu ympäristö -tutkimusryhmä harry.edelman@turkuamk.fi Hulevesien kokonaisvaltainen hallinta perustuu kattavaan veden kiertokulun ymmärtämiseen moniulotteisessa rakennetussa ympäristössä. Tämä voi johtaa tilanteisiin, joissa loppukäyttäjien malleihin kohdistuvat odotukset poikkeavat siitä mikä on mahdollista toteuttaa, esim. Yksi monipuolisimmista hulevesien hallintamenetelmien suunnittelutyökaluista on matemaattinen mallintaminen. Mallien perustana käytettävä tieto on kuitenkin usein epätäydellistä ja koostuu eri lähteistä, asettaen mallien käyttökelpoisuuden koetukselle
Kuva 1. Kustannustehokasta aineistojen keräämistä Turun ammattikorkeakoulun OKM-rahoitteisen ISMOhankkeen puitteissa on toteutettu reaaliaikainen ympäristön tilan seurantaverkosto https://vesijaymparisto.turkuamk. Jotta käytön kokeilun kynnystä voitaisiin madaltaa, ISMO-hankkeen puitteissa on avattu hulevesiratkaisujen toiminnan ja suunnittelun tueksi internetselaimen kautta käytettävissä oleva digitaalinen kaksonen. Korkean resoluution virtauslaskentamalleilla pystytään taas hyvin tarkasti kuvaamaan eri prosesseja. Turun AMK:n avoimen ympäristön tilan seurantajärjestelmän kehittyessä, sen tietokannalle avataan aineiston latauspalvelu sekä kehitetään koneluettava rajapinta. Tulevaisuuden tavoitteenamme on aineistojen helppo saatavuus ja kerättyjen tietojen reaaliaikainen integrointi kehitettäviin mallinnustyökaluihin. Mallinnustyökalut lähestyttävämmiksi Mallinnustyökalujen käyttö vaatii usein syvällistä asiantuntemusta ja käyttökokemus on intensiivinen. Mittausverkosto perustuu kustannustehokkaiden, pitkäikäisten ja paristokäyttöisten IoT (Internet of Things) -sensorien hyödyntämiseen ympäristön tilan havainnoinnissa. 37 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Suomessa IoT-laitteiden käyttämä Digitan kehittämä ja ylläpitämä LoRa (Long Range) -tiedonsiirtoverkolla on erinomainen kattavuus, mikä mahdollistaa vakaan ja luotettavan tiedonsiirron haastavistakin mittauskohteista (esim. Tämän lähestymistavan avulla voidaan muokata yksinkertaistettujen mallien parametrisointeja, etenkin suureille, joille ei löydy tarpeeksi luotettavaa mittaustietoa, esim. Yksinkertaistamisen etu on simulaatiotulosten laskentaan tarvittavien resurssien huomattava pieneneminen: simulaatiotulokset saadaan laskettua huomattavasti nopeammin. Virtauslaskentamallien hyödyntäminen Resoluutioltaan hyvin tarkoilla virtauslaskentamalleilla pystytään tarkastelemaan yksityiskohtaisesti hulevesien hallinnan hydrologisia prosesseja (kuva 1). Virtauslaskentamallien hyöty on rajattujen ilmiöiden pienen mittakaavan tarkastelu. Ympäristön tilan seurantaa varten IoT-sensorivalikoima on nykyään laaja, sisältäen mm. a) Internetselaimen kautta käytettävän digitaalisen kaksosen simulaatiotulos; veden tilavuusosuus simuloidussa yksinkertaistetussa biosuodatuspainanteessa (0: puhdas ilma ja 1: puhdas vesi) (ylempi paneeli). Työkalulla voidaan tarkastella maaperän huokoisuuden vaikutusta veden pidättyvyyteen yksinkertaistetussa kuvauksessa biosuodatuspainanteesta https://lknbs.rahtiapp.fi/. huokoisessa materiaalissa virtaavan veden nopeus. Korkean resoluution virtauslaskentamallien tuloksia pyritään hyödyntämään yksinkertaistettujen mallien parametrisointien tarkentamiseen ja validoimiseen. Virtauslaskentamallien haittapuolena on suuri laskentakapasiteetin vaatimus, jos halutaan kuvata laajoja alueita tai monia prosesseja samanaikaisesti. Digitaalinen kaksonen tukee hulevesiratkaisujen suunnitteluprosessia ja avaa monimutkaisten mallinnustyökalujen käyttöä ei asiantuntijoille (kuva 1 ). Korkean resoluution virtauslaskentamallit kuvaavat eksplisiittisesti eri hydrologisia prosesseja, kun taas perinteisesti laajemmassa mittakaavassa käytettyjen yksinkertaistettujen mallien toiminta pohjautuu virtauslaskentamallien käyttämien fysikaalisten lainalaisuuksien parametrisoinneille. Eli, hydrologisia prosesseja kuten esimerkiksi haihduntaa tai nesteen kulkeutumista huokoisessa ympäristössä kuvataan mittausaineistojen pohjalta luotujen empiiristen yhtälöiden avulla. b) Veden tulo-, lähtö ja ylivirtaus simuloidussa biosuodatuspainaneessa maaperän huokoisuusarvoilla 0,4 (ylin kerros), 0,34 (keskikerros) ja 0,43 (pohjakerros). hulevesijärjestelmien kaivot). Lisätietoa ratkaisusta voi lukea hankkeen internetsivuilta https://ismo.turkuamk.fi/kehittamamme-tyokalut/. fi/reaaliaikainen-seuranta/, jota laajennetaan ja kehitetään tulevaisuudessa ja jonka käyttö tullaan vakiinnuttamaan Varsinais-Suomen alueella niin että järjestelmällä voidaan tuottaa avointa ja helposti saatavilla olevaa taustatietoa esimerkiksi virtavesien veden pinnan tason ja virtaamien vaihteluista. antureita lämpötilan, etäisyyksien, hydrostaattisen paineen ja esimerkiksi veden sameuden mittaamiselle. Simulaation alussa vesipitoisuus järjestelmässä oli asetettu lähes %. Tällöin tulokset ovat hyvin riippuvaisia parametrisoinneista
& Leskinen, P., 2023. Yhteenveto Mittaustieto voi olla määrällistä tai laadullista. Mallien tavoitteena ei ole aukottomasti jäljitellä todellisuutta vaan riittävällä tarkkuudella luoda ja todentaa tunnetut olosuhteet ryhminä tai luokituksina, joissa esimerkiksi suunnitteluratkaisujen toimivuutta voidaan arvioida ymmärrettävästi. Integrating Aerial and 3D Data into a DataDriven Decision-Making Workflow for Nature-Based Stormwater Solutions. Tämä on tärkeää, jotta ratkaisuja voidaan arvioida sekä määrällisesti että laadullisesti yhteismitallisesti ja ymmärrettävällä tavalla, huomioiden hulevesiratkaisujen vaikutuksen ympäristön viihtyvyyteen (kuva 2 ). Lähde Edelman, H., Rosén, L., Nyman, E. Toisin sanoen matemaattisilla malleilla voidaan yrittää mallintaa myös sitä mistä ei ole mittaustietoja olemassa. ISMO-hankkeessa on kehitetty luontopohjaisten suunnitteluratkaisujen suunnitteluja arviointimenetelmä, jolla sekä määrällistä että laadullista informaatiota voidaan arvioida samassa mallissa (Edelman ym. Tulosten visualisointi on tärkeää tiedon jakamiseksi ymmärrettävällä tavalla eri osapuolien yhteisen päätöksenteon tueksi. Toiminnalliset ja laadulliset mittaustulokset yhdessä vaikuttavat hulevesien hallinnan ratkaisujen hyväksyttävyyteen, tehokkuuteen, toiminnallisuuteen ja taloudellisuuteen. Kuva 2. Monien mallinnustyökalujen tulosten esittämistavat ovat kehittyneet viime vuosina. 38 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. 2023). Buildings, 13(12), 2983; https:// doi.org/10.3390/buildings13122983. Tämä mallien yleistettävyys ja mallien tulosten yhdistäminen mittaustuloksiin mahdollistaa erilaisten mallinnustyökalujen kehittämisen. Matemaattisten mallien tavoitteena on tuottaa tietoa hulevesien hallinnasta, joilla voidaan ymmärtää kokonaisuuden määrällisiä ja laadullisia ominaisuuksia sekä niihin liittyviä epävarmuuksia. Mitattava asia voi kertoa ympäristön toiminnallisista ominaisuuksista sekä siihen liittyvistä kokemuspohjaisista laatutekijöistä. Simulaatiotulosten korkean tason visualisoinnit palvelevat mallinnustyökalujen käyttöönottoa hulevesijärjestelmien monialaisessa suunnittelussa. Toiminnallinen ja visuaalinen malli luontopohjaisten hulevesiratkaisujen analyysiin infrastruktuurija rakennushankkeissa
Kaikki osallistujat kokivat, etteivät nykyiset sääntelykeinot huomioi riittävästi paikallisia viivytykseen vaikuttavia ominaispiirteitä. Näiden tulosten pohjalta, osana hulevesiseminaaria RESIST-hanke järjesti työpajan, jonka tavoitteena oli jakaa kokemuksia siniviherkertoimen ja viivytysvaatimusten käytöstä ja miettiä yhdessä minkälaisia säädöksiä ja ohjeistuksia Suomessa tarvittaisiin. Pienissä kaupungeissa omaan kehittämiseen ei ole resursseja, ja kaupunkitason linjausten tai hulevesiohjelman puuttuminen voivat johtaa käytäntöjen muuttumiseen esim. Hankkeessa tehtiin syksyllä 2023 selvitys (Leskinen ym. Seuraavassa esitämme yhteenvedon työpajassa käydystä keskustelusta. Pohdintaa käytiin myös siitä, että miten tavoitetason määrittelyssä huomioidaan se, jos tontin ominaisuudet estävät viivytyksen tai tekevät siitä erittäin kalliin toteuttaa (esimerkiksi vaativat kallion räjäyttämistä). Koska julkista tilaa on rajallisesti, on toimenpiteitä toteutettava myös yksityisillä tonteilla. Hulevesisääntely on tärkeä työkalu ilmastonmuutokseen sopeutumisessa RESIST-hanke tukee alueellista sopeutumista ilmastonmuutoksen vaikutuksiin, keskittyen erityisesti luontopohjaisten vesienhallintamenetelmien kehittämiseen ja käyttöönoton edistämiseen. työntekijöiden vaihtuessa. MINNA KIVIMÄKI FM, Projektipäällikkö Turun kaupunki minna.kivimaki@turku.fi 39 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Tähän työkaluksi on viime vuosina otettu monissa kaupungeissa käyttöön viherkerroin (tai sini-viherkerroin). Olemassa olevan verkoston kapasiteetti, kohteen sijoittuminen valuma-alueella ja vedenlaatuun vaikuttavat tekijät jäävät sääntelyssä huomiotta. Kävi ilmi, että vaikka osassa tonteista oli esitetty monimuotoisuutta hyvin tukevia viherratkaisuja, oli monilla tonteilla edelleen hyvin niukasti muuta kuin nurmikkoa ja suppea valikoima tavanomaisia pensaita ja puita. Lisäksi haastateltiin asiantuntijoita liittyen kehittämistarpeisin ja vertailtiin eri kaupunkien käyttämiä tapoja säädellä hulevesien viivytysratkaisuja yksityisillä tonteilla. Kokemuksia tämän työkalun käytöstä on kertynyt jo muutamien vuosien ajalta ja siksi nyt on tärkeää tarkastella työkalun toimivuutta – miten hyvin (sini-)viherkertoimella saavutetaan sille asetetut tavoitteet ja miten sitä pitäisi jatkossa kehittää vaikuttavuuden parantamiseksi. Huleveden viivytys oli kaikilla tonteilla tehty melkein yksinomaan maanalaisilla putkilla tai kaseteilla. Varsinkin maaperä tulisi ottaa paremmin huomioon hulevesien hallinnan määräyksissä, koska sen ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi viivytyksen ja imeytyksen toteutusmahdollisuuksiin. Asiantuntijahaastattelujen ja kirjallisuusselvityksen perusteella nousi esiin, että eri kaupungeissa kehitetään ja sovelletaan omia (sini-)viherkertoimia ja hulevesikaavamääräyksiä, eivätkä yhdessä kaupungissa kehitetyt toimivat ratkaisut välttämättä välity muille kaupungeille. 2024), jossa Turussa käytetyn siniviherkertoimen vaikuttavuutta tutkittiin käymällä läpi 39 tontin rakennuslupadokumentaatio ja niissä esitetyt hulevesija viherratkaisut. Valtakunnallisille ohjeistuksille ja säädöksille nähtiinkin selkeä tarve. Ilmastonmuutokseen sopeutuminen edellyttää kaupunkivihreän lisäämistä ja veden kiertokulun tasaamista kaupungeissa hyvin laajasti. PIIA LESKINEN DI, FT, Yliopettaja Vesija Ympäristötekniikan Tutkimusryhmä, Turun AMK piia.leskinen@turkuamk.fi Hulevesiseminaarin työpajan satoa – miten hulevesien viivytysvaatimuksia ja viherkertoimia pitäisi kehittää. Lisäksi ilmastonmuutokseen sopeutuminen tulisi paremmin huomioida tavoitetasojen määrittelyssä, eli mitoituksen ilmasto kerrointa tulisi tarkentaa. Kohteiden ominaispiirteet tulisi ottaa paremmin huomioon sääntelyssä ja tavoitetasojen määrittelyssä Työpajassa keskusteltiin monipuolisesti huleveden viivytyksen ja viherkertoimen tavoitetasoista sekä niiden määrittämiseen vaikuttavista tekijöistä
Kaavamääräyksissä ja sääntelyssä tulisikin paremmin yhteensovittaa luontoarvoja ja hulevesiratkaisuja. Täydennysrakentamisalueille viivytysvaatimusten saavuttaminen koettiin erittäin haastavana. Kiinteistönomistajien kannustaminen luontopohjaisiin ratkaisuihin Työpajassa pohdittiin myös paljon jo rakennettujen alueiden tilannetta, ja sitä, miten kiinteistönomistajat saataisiin toteuttamaan luontopohjaisia viivytysratkaisuja. Näin toimittaessa jätetään huomioimatta ympäröivien alueiden herkkyys, kuten vastaanottavan vesistön tila ja luontoarvot. Kaavoituksessa vesienhallintaa suunniteltaessa olisi tärkeää huomioida koko valuma-alue ja sen tuomat erityispiirteet, mutta monesti keskitytään vain kehitteillä olevan kaava-alueen vesienhallintaan. 40 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Luontoarvoille enemmän painoa Työpajan osallistujista moni oli organisaatioista, joissa ei vielä ole käytössä viherkerrointa, vaan ainoastaan viivytysvaatimuksia koskevia kaavamääräyksiä, kuten Hule100. Uudiskohteille ja jo valmiiksi rakennetuille alueille tulisi määrittää myös erilaiset viivytystavoitteet, koska niiden lähtökohdat ja toteutusmahdollisuudet eroavat toisistaan. Keskeisenä tekijänä tavoitetason määrittelyssä nähtiin alueen maankäyttö ja koettiin tarpeelliseksi eriyttää tavoitetasot eri alueille kaupungissa. Näiden ongelmaksi koettiin, etteivät ne huomioi ollenkaan luontoarvoja tai alueen tarpeita vesiensuojelun näkökulmasta. Keskustelussa oltiin yhtä mieltä siitä, että herkkien vesistöjen alueella olisi hyvä olla suuremmat viivytyksen ja/tai viherkertoimen tavoitetasot. Keskustelussa tuotiin esiin, että helpotukset liittymisvelvollisuuteen tai hulevesimaksuihin voisivat kannustaa kiinteistöjen omistajia luontopohjaisten ratkaisujen Työpajassa riitti näkemyksiä ja keskusteltavaa yksityisten tonttien hulevesisääntelystä. Tiiviimmillä ja kaupunkimaisemmilla alueilla, kuten kansipihoilla, viherkertoimen tavoitetaso voisi olla jopa korkeampi, ja viherkerrointa tulisi vaatia myös teollisuusalueilla, joilla päällystettyjen pintojen pinta-alat voivat nousta hyvin suuriksi
Ehdotettiin koulutusohjelman kehittämistä viherkertoimesta, jotta valvojat saisivat kattavan käsityksen sen käytöstä ja merkityksestä. Keskustelussa korostettiin tarvetta selkeille ja yksiselitteisille ohjeille, jotta tällaiset väärinkäytökset voidaan estää ja rakennusvalvonta pystyy varmistamaan, että määräyksiä noudatetaan asianmukaisesti. viherkatoilla. Esiin nousi myös kiinteistökohtaisten viivytysjärjestelmien käytännön toimivuuteen liittyviä haasteita. RESIST – hanke (https://resist-project.eu/) saa rahoitusta EU:n Horizon Europe ohjelmasta. Tällä hetkellä resursseja menee hukkaan siinä, että eri kunnissa tehdään päällekkäistä kehitystyötä ja kuntakohtaiset ohjeistukset ja laskurit aiheut tavat haasteita mm. 41 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. rakennusalan yrityksille ja suunnittelijoille, jotka operoivat monen eri kunnan alueella. ym. Ohjeistavilta tahoilta, kuten Kuntaliitolta toivottiin vahvempaa roolia tiedon ja osaamisen levittäjänä. Työpajassa nousi esille se, että samanlaisilla alueilla/kohteilla eri puolella Suomea tulisi olla vastaava tavoitetaso, eli tavoitetaso määrittyisi kohteen ja sen ympäristön ominaispiirteiden mukaan eikä kaupunkikohtaisesti. Kaavoitukselta toivottiin tarkempia kaavamääräyksiä ja selostuksia (sini-)viherkertoimen osalta. Tästä syystä sääntelykeinojen ja kannustimien tulisi myös ohjata kohti luontopohjaisia ratkaisuja, sillä maanpäällisten järjestelmien tiedetään olevan huoltovarmempia. Rakennusvalvonnan ja kaavoituksen välinen yhteistyö nähtiin keskeisenä tekijänä viherkertoimen tavoitteiden saavuttamisessa. Esiin nostettiin myös konkreettinen tarve karttatasolle, josta kävisi ilmi, millä tonteilla (sini-) viherkerrointa on käytetty. Yhteenveto Työpajan osallistujat näkivät selkeän tarpeen kansallisen tason viherkertoimelle. (2024). Kaupunkiorganisaatioissa hulevedet koskettavat monia eri maankäyttöön liittyviä yksiköitä, joten tiedonkulun tehostaminen koko ketjussa on äärimmäisen tärkeää. Toimiva lopputulos saavutetaan vain, jos tieto ja ymmärrys kaavamääräysten sisällöstä ja tavoitteista kulkee saumattomasti kaavoituksesta rakennusvalvonnan kautta toteutukseen. Lähteet Leskinen, P. Myös tonttikohtaisten järjestelmien poistoputkien pienen halkaisijan kerrottiin olevan riski toimivuudelle aiheuttaen tukkeutumista. Deliverable D 3.1 of RESIST project. https://resist-project.eu/wp-content/uploads/2024/04/ RESIST_D3_1-Benchmarking-Regulation-FI.pdf. Oppilaitosten ja koulutuksen roolia pidettiin keskeisenä tulevien hulevesiammattilaisten osaamisen varmistamisessa. Määrittelyissä ja laskutavoissa on tällä hetkellä tulkinnanvaraa, mikä voi johtaa ristiriitaisuuksiin ja jopa tahallisiin virhetulkintoihin, joiden avulla vaatimuksista yritetään päästä vähemmällä. Verkostot ja tapahtumat, joissa kunnat voivat keskustella hule vesien hallinnasta, sekä yhteiset projektit, joissa eri kunnat voivat yhdessä kehittää ja testata uusia ratkaisuja, ovat myös tärkeitä. Tietoa ja koulutusta tarvitaan myös rakennusvalvonnan tueksi Keskustelussa todettiin, että kaavamääräysten valvonnan haasteet liittyvät usein rakennusvalvonnan resurssien niukkuuteen. Kurssitarjontaa tulisi laajentaa hulevesien hallinnan osalta, ja yhteistyötä oppilaitosten kanssa tulisi kehittää, jotta tutkimustulokset ja innovaatiot siirtyvät nopeasti käytäntöön. Kansallisen tason viherkertoimeen ja viivytysvaatimuksiin tulisi kuitenkin sisällyttää vaihtoehtoja ja ohjeita niiden mukauttamiseksi erilaisiin olosuhteisiin. Benchmark analysis regulatory measures in FI. Esimerkiksi Saksassa ja Tukholmassa hulevesimaksusta saa alennusta, mikäli tontilla hallitaan vesiä kestävästi, esim. Oppaasta toivottiin käytännönläheistä, mutta aikaisempaa opasta syventyneempää. Yhteistyöllä tehokkaampaa tiedon ja osaamisen levittämistä Tiedon ja osaamisen levittäminen ja kehittäminen koettiin keskustelussa tärkeäksi sekä organisaatioiden sisällä että eri kuntien, oppilaitosten ja ohjeistavien tahojen välillä. Tässäkin työpajassa nykyisen hulevesioppaan päivittämisen todettiin olevan edellytys ajantasaisen tiedon ja parhaiden käytäntöjen jalkauttamiselle kuntiin. Kaupungin hulevesijärjestelmään liittymisvelvollisuuden vuoksi kiinteistöjen omistajat saattavat pitää helpompana johtaa hulevedet suoraan verkostoon, jos heillä ei ole velvollisuutta viivyttää tai imeyttää vesiä tontilla. toteuttamiseen. Esimerkiksi maanalaisten järjestelmien osalta tarvittavat huoltotoimenpiteet eivät ole aina kiinteistön omistajan tiedossa, varsinkin jos kiinteistön omistajuus on vaihtunut. Siniviherkertoimen kohdalla esiin nousi myös, että valvojille tarvittaisiin koulutusta, jotta heillä olisi kykyä arvioida ratkaisujen riittävyyttä ja säännöstenmukaisuutta. Esille nostettiin myös ajatus kaupunkien ja kuntien välisestä yhteistyöryhmästä, jossa voitaisiin jakaa kokemuksia hulevesimääräyksistä ja niiden toimeenpanosta
42 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. (Kuva 1 ). Yleiskuva työmaalta. YAMK Projektipäällikkö, Sitowise Oy heidi.vilminko@sitowise.com Kuva 1. Vuoden 2023 aikana pilotointiin osallistuneille työmaille tehtiin yhteensä 89 seurantakäyntiä, joiden aikana työmaavesien hallintaa työmaalla arvioitiin visualisesti. Hankkeessa tutkittiin vesienhallinnan rakenteiden toimintaa neljällä eri työmaalla Turun lähialueilla. T urun ammattikorkeakoulu on tutkinut työmaavesien hallinnan toteutumista eri rakennustyömailla osana Työmaavesien hallinnan ratkaisut -hanketta. MARCUS PELLAS Hankesuunnittelija, Vesija Ympäristö tekniikan Tutkimusryhmä, Turun AMK marcus.pellas@turkuamk.fi Työmaavesien vesistövaikutuksiin on havahduttu viime vuosina, ja työmaavesien hallinta on noussut tärkeäksi aiheeksi hulevesialalla. Tämän lisäksi seitsemällä eri työmaalla pilotoitiin työmaavesien omavalvontalomaketta ja haastateltiin urakoitsijan edustajia. Työmaavesien hallinnan edistämäiseksi työmaavedet tulisi saattaa nykyistä paremmin osaksi rakennushankkeita ja näiden suunnittelua. Työmaavesien hallinnan nykytila HEIDI VILMINKO ins. Vaikka työmaavesien hallintaa käsitteleviä oppaita ja ohjeita on laajalti käytössä, jää käytännön toteutus työmailla usein puutteelliseksi
43 Vesitalous 4/2024 KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Työmaavesien seuranta tulisikin integroida nykyistä paremmin osaksi työmaiden jokapäiväistä toimintaa. Ruokosuodatin oli käytössä keväästä syksyyn, jonka aika rakenteen toimintaa selvitettiin näytteenotoin neljän eri sadetapahtuman aikana. Käytännössä tämä vaatimus ei usein toteudu: monelta työmaalta työmaavesisuunnitelma puuttuu kokonaan, tai se on hyvin puutteellinen. Hienojakoisen kiintoaineen pidättäminen vedestä vaatii työmaaolosuhteissa käytännössä aina suodattamiseen perustuvia ratkaisuja. Viivytysaltaita on käytetty työmailla kiintoainekuormituksen hallintaan hyvin laajalti ja valmiissa tilanteessa hulevesien käsittelyssä toimivia allasrakenteita on kannustettu hyödyntämään työmaavesien käsittelyssä. Kiintoaineksen pidättämistä työmaaolosuhteissa testattiin järviruo'osta rakennetulla suodatinrakenteella. Lisäksi huomiot rakenteiden ylläpidosta ja seurannasta puuttuivat kokonaan. Urakoitsijoiden kanssa käydyissä keskusteluissa työmaavesisuunnitelman puuttumista perustellaan lähes poikkeuksetta sillä, että suunnitelmaa ei ole vaadittu tilaajan tai viranomaisten puolesta. (Kuva 2 ). Tyypillisesti suunnitelmiin oli kirjattu esimerkiksi hulevesien purkusuuntia tai veden viivytyksen tarpeita. Vesimäärien vaihtelun huomioiminen hallintaratkaisujen mitoituksessa ja ylivuotoratkaisuissa sekä tulvareittien suunnittelussa lisäävät rakennustyömaiden turvallisuutta merkittävästi. Esimerkiksi kaivantojen tulvimisesta ja eroosiohaitoista aiheutuvat viivästykset ja korjaustarpeet voivat aiheuttaa merkittäviä lisäkustannuksia urakalle. Otetuissa vesinäytteissä ei havaittu kiintoaineen pidättymistä rakenteeseen. Tarkempia kuvauksia esim. Näissä suunnitelmissa ei kuitenkaan otettu huomioon työmaan ominaispiirteitä tai olosuhteita. Tutkimuksessa mukana olleilla työmailla kuitenkin havaittiin, että savimaalle toteutettu viivytysallas, johon työmaavesiä pumpataan, saattaakin itseasiassa lisätä kiintoainekuormituksen määrää. Koska työmaavesisuunnitelman laatimisvaiheessa rakennusurakan aikataulu ja vaiheistus ei välttämättä ole vielä tiedossa, on tärkeää osoittaa suunnitelmassa vaihtoehtoisia menettelytapoja, joilla muuttuviin olosuhteisiin voidaan helposti reagoida. Työmaavesien hallinnan seuranta Hallintaratkaisujen toimintaa ja pudistustehoa tulee seurata aktiivisesti koko rakennusajan, ja niitä tulee ylläpitää toimivuuden säilyttämiseksi. Kuva 2. Vastakaivetut raakapinnalla olevat rakenteet tulisi eroosiosuojata huolellisesti, vaikka kyseessä olisikin tilapäinen rakenne, jotta pumpattavasta vedestä ei muodostu kuormituslähdettä. Rakentamisen ajoittuminen ja vallitsevat sääolosuhteet vaikuttavat merkittävästi työmaavesien hallinnan tarpeeseen sekä niiden aiheuttaman kuormituksen suuruuteen. Tutkimuksessa mukana olleista rakennusalueista yksi toteutui ja viimeisteltiin hyvin kuivana aikana, jolloin aiheutuva vesistökuormitus oli hyvin vähäinen. Tutkimuksessa testattiin järviruo’osta rakennetun yksinkertaisen suodatinrakenteen toimintaa ja sovellusmahdollisuuksia työmaaolosuhteissa. Järviruokoa lukuun ottamatta rakenne toteutettiin työmailla yleisesti saatavilla olevista rakennusmateriaaleista. Hallintaratkaisut ja -rakenteet tulisikin valita aina työmaan ominaisuuksien mukaisesti. Toisten kohteiden osalta tilanne ei ollut näin suotuisa, ja kävi hyvin nopeasti selväksi, että työmailla poikkeuksellisia sadetilanteita ei aina osata huomioida. Voidaankin sanoa, että kaupunkien työmaavesiohjeiden linjaukset ovat usein ristiriidassa työmailla toteutuvan käytännön työmaavesien hallinnan kanssa, eikä kaupunkien ohjeiden vaatimusta työmaavesien hallinnasta edellytetä urakoitsijoilta. Osalle työmaista oli toteutettu hyvin yleispiirteinen työmaavesiohje, jossa kuvattiin yleisesti työmaavesien hallintamenetelmiä ja käytäntöjä. Työmaavesien hallinnan suunnitelmat Usean kaupungin työmaavesiohjeessa esitetään vaatimus työmaavesisuunnitelman laatimisesta kaikille, paitsi aivan pienimuotoisimmille rakennustyömaille. Rakenne toteutettiin latomalla työmaan laskuojaan ruokonippuja, jotka ankkuroitiin paikalleen painojen sekä ojan penkkaan asennettujen tukien avulla. vesien määrästä tai hallintarakenteiden toteutuksesta ei suunnitelmasta löytynyt, jolloin toteutus on jäänyt työmaan vastuulle. Otetuissa vesinäytteissä ei havaittu kiintoaineen pidättymistä rakenteeseen. Työmaavesien hallintaratkaisujen toimivuus Erilaisia työmaavesien hallintaratkaisuja on olemassa laaja kirjo, mutta yksittäistä ratkaisua, joka toimisi joka kohteessa, ei ole
Kiitokset Turun Ammattikorkeakoulun ”Työmaavesien hallinnan ratkaisut” hanke toteutettiin vuosina 2020–2024 Maaja Vesitekniikan Tuki Ry:n rahoituksella. Kun tietoa työmaavesien aiheuttamista haasteista on käsitelty, on urakoitsijoiden suhtautuminen työmaavesien hallinnan parantamiseen ollut todella positiivista, kunhan tarvittava osaaminen ja resurssit ovat saatavilla. Säännöllisellä dokumentoidulla omavalvonnalla työmaa voi myös tarvittaessa osoittaa täyttävänsä viranomaisten ympäristövaatimukset työmaavesien hallinnasta. Hyvällä etukäteissuunnittelulla työmaavesien hallinta voidaan usein toteuttaa kustannustehokkaasti ja huomioimalla työmaavesien hallinta jo tarjousvaiheessa, saadaan tarvittavat resurssit ja kulut sisällytettyä rakennusurakan kokonaishintaan. Työmailla käydyissä keskusteluissa omavalvontalomakkeen käyttöönottoon suhtauduttiin positiivisesti, kunhan tarvittavat resurssit ja osaaminen varmistetaan työmaalla. Rakennusurakoitsijoiden kanssa käydyissä keskusteluissa kävi ilmi, että ”kuravettä” ei koettu ongelmallisena, vaan sen johtaminen hulevesiverkkoon tai ojiin oli yleinen käytäntö. Työmaavesien hallinnan pääpaino tulisikin olla tehokkaassa kuormituksen ennaltaehkäisyssä ja eroosionhallinnassa: mitä vähemmän puhdistettavia vesiä muodostuu, sitä helpompi niitä on hallita. Kansainvälisiä esimerkkejä työmaavesille annetuista hyvinkin tiukoista lupamääräyksistä löytyy maailmalta useita ja näiden tulokset rakennustyömaiden laadukkaan vesienhallinnan kannalta ovat kannustavia. Maveplan Oy 1/3 44 www.vesitalous.fi KAUPUNKI VESIEN HALLINTA. Työmaavesien seurantaa varten kehitettiin vuonna 2022 omavalvontalomake, johon on listattu oleellisimmat työmaan tarkastuskohteet ja joka voidaan ottaa mukaan osaksi työmaan muita arviointeja. Omavalvontalomakkeen tavoitteena on tarjota rakennustyömaille standardoitu työkalu, jota käyttämällä voidaan varmistaa suunniteltujen hallintaratkaisujen toimivuus, seurata työmaalta purettavien vesien laatua säännöllisesti ja tarvittaessa reagoida puutteisiin ja parantaa vesien hallintaa. Työmaavesien hallinnasta ja hallintamenetelmistä on viime vuosina tehty runsaasti ohjeita ja oppaita, mutta useimmat niistä ovat hyvin yleispiirteisiä ja niiden vieminen käytäntöön työmailla on jäänyt vajaaksi. Työmaavesien käsittely vaatii aina toimenpiteitä ja lisää kustannuksia. Hallintarakenteiden toteutuksessa rakennuskohteeseen soveltuvat menetelmät, raakapinnalla olevan maaperän sekä hallintarakenteiden eroosiosuojaus ja poikkeuksellisiin sadetapahtumiin varautuminen varmistavat laadukkaan lopputuloksen. Työmailla suoritetaan jo nyt paljon erilaista omavalvontaa esimerkiksi talorakennuspuolen ja maaja vesirakentamisen työturvallisuustason arviointimittauksiin kuuluvien viikkotarkastusten sekä lakisääteisten kunnossapitotarkastusten muodossa. Lopuksi Työmaavesien hallinnan edistäminen vaatisi, että työmaavedet huomioidaan oleellisena osana rakennushankkeen eri vaiheissa, suunnittelusta toteutukseen. Työmailla toteutettavalla vesienhallinnan omavalvonnalla voitaisiin varmistaa työmaavesien käsittelyn tehokkuus koko urakka-ajan
Keskitymme kahteen tutkimus kysymykseen: 1. Oppimisen ja opetuksen digiharppaus Digitaalista oppimista tapahtuu monella tavalla, täysin virtuaalisesta ja automatisoidusta oppimisesta (esimerkiksi itsenäisesti verkkoalustalla suoritettavat kurssit) erilaisiin tapoihin soveltaa teknologiaa ja sähköisiä työkaluja opettamisen tukena (esim. Pohjaamme kirjoituksemme kokemuksiimme Aalto-yliopiston kolmella opetuksen tasolla: kestävät yhdyskunnat -kandipääaineessa (KEY), vesija ympäristötekniikan maisteriohjelmassa (WAT) ja insinööritieteiden tohtorikoulussa (ENG). Lopuksi pohdimme vielä generatiivisen tekoälyn tuomia muutoksia oppimiseen. AlankoTurunen, 2023; Hodges et al., 2020) muutti opetusta ja oppimista, mutta sai myös pohtimaan mitä hyötyjä ja uhkia digitalisoituvaan opetukseen liittyy. EU:n toimintasuunnitelma myös korostaa, että digitaalisuutta tulisi tarkastella oppimisessa kahden näkökulman kautta: digitaalisuuden hyödyntäminen oppimisessa sekä tarve antaa kaikille oppijoille riittävät digitaaliset taidot tulevaisuutta ajatellen (Euroopan komissio, 2020b). Digitaalisuuteen sisältyy myös suuria odotuksia. Generatiivinen tekoäly muuttaa tiedon tuottamisen ja jäsentämisen tapoja – ja haastaa opetusta ja oppimisen arviointia. Viimeaikaisessa tutkimuksessa on keskitytty muun muassa siihen, miten opetuksen digitalisoituminen vaikuttaa opiskelijoiden kuormitukseen ja yhteisöllisyyteen sekä siihen, millaisen roolin tekoäly ottaa oppimisessa. Miten digitalisaatio on muuttanut ja tulee muuttamaan vesitekniikan opettamista ja oppimista. KAROLIINA PAKKANEN Digitaalisten oppimisympäristöjen asiantuntija, Aalto-yliopisto MARKO KESKINEN Professori, Aalto-yliopisto MAIJA TAKA Akateeminen koordinaattori, Aalto-yliopisto TEEMU KOKKONEN Vanhempi yliopistonlehtori, Vesija ympäristötekniikan tutkimusryhmä, Aalto-yliopisto teemu.kokkonen@aalto.fi 45 Vesitalous 4/2024 DIGITALISOITUMINEN VESITEKNIIKAN OPETUKSESSA. K eväällä 2020 alkanut koronapandemia pakotti opetushenkilökunnan siirtämään lyhyellä varoituajalla lähes kaiken opetuksen sähköisille oppimisalustoille. Opetusmateriaalia on jo pitkään jaettu verkkoympäristössä ja nykyisin myös ryhmätöiden organisointi, harjoitustehtävien tarkastus sekä palautteen kerääminen ja antaminen tapahtuvat yhä useammin sähköisesti. Tässä artikkelissa pohdimme mitä digitalisoituminen tarkoittaa vesialan yliopisto-opetuksessa sekä ehdotamme suuntaviivoja eteenpäin. Uskomme että ajatuksillamme on myös laajempaa tarttumapintaa ympäristöalaan ja oppimiseen liittyen. Miten yliopistojen tulisi huomioida tekoälyn käyttö opetuksessa. 2. Tämän jälkeen pohdimme, miten automaattisesti tarkistuvat, sähköisessä oppimisympäristössä toteutetut tehtävät vaikuttavat opettamiseen ja oppimisen arviointiin. Kuvaamme ensin digitaalisten oppimisympäristöjen nykytilaa ja keskeisiä digitaalisuuteen ja oppimiseen liittyviä strategioita. Walker, 2024; Wang et al., 2024). Tässä artikkelissa käsittelemme opetuksen digitalisoitumiseen liittyviä kysymyksiä kolmesta näkökulmasta. YK puolestaan edistää digitaalisaation ja kestävyyden kytköksiä ”The Coalition for Digital Environmental Sustainability” eli CODESDigitalisoituminen vesitekniikan opetuksessa Yliopistojen opetus digitalisoituu. EU:n Digital Education Action Plan (2024) korostaa digitaalisuuden mahdollisuuksia niin sosiaalisen oikeudenmukaisuuden, uudistuvan työelämän kuin vihreän siirtymän edistämisessä. Tämä niin kutsuttu hätäetäopetus (mm
Tällaisen tehtävämäärän korjaaminen manuaalisesti olisi mahdotonta ja ilman arvioinnin ja tehtävien tarkistamisen automatisointia harjoitusten lukumäärää olisi supistettava. Toisaalta etäopetus ja kampuksella kasvotusten tapahtuvan vuorovaikutuksen puute voi vaikuttaa negatiivisesti opiskelijoihin (Gewalt et al., 2022). sulautuvan oppimisen (blended learning). Tämän lisäksi oppimisen tukena on valtava joukko muita sähköisiä työkaluja. Viime vuosina vauhti on kuitenkin kiihtynyt ja kursseille kuuluvien tehtävien suorittaminen sähköisessä oppimisympäristössä on yksi erityisen voimakkaasti digitalisoitunut opettamisen osa-alue (Wang et al., 2024). Käytännössä kaikki yliopisto-opetus hyödyntää jo nyt digitaalisia oppimisympäristöjä. Aalto-yliopiston kursseilla on oma MyCourses-verkko-oppimisympäristönsä, jossa jaetaan kurssimateriaaleja, pidetään yhteyttä opettajien ja opiskelijoiden välillä ja suoritetaan oppimistehtäviä. Useamman opettajan tarkastaessa samaa harjoitusta, arviointiin vaikuttaa eri opettajien tarkastustyylit ja näkemykset. Koronan aikainen pitkittynyt etäopiskelu näkyi opiskelijoiden hyvinvointikyselyissä opiskelijoiden heikentyneenä opiskeluintona ja opiskelun merkityksellisyyden heikkenemisenä (Salmela-Aro & Peltonen, 2020). Samalla ne voivat tehostaa oppimista mahdollistaen esimerkiksi aiempaa sujuvamman tiedon jakamisen sekä joustavan etäopiskelun. Kursseillamme käytössä ovat muun muassa Microsoft Teams (luentojen tallentaminen ja seuraaminen etänä sekä ketterä kommunikointi opiskelijoiden kanssa), Presemo (opiskelijoiden kysymykset ja luentokeskustelujen yhteenveto) ja Miro (ryhmätyötoteutukset, keskustelujen yhteenveto, materiaalin jakaminen). Suomessa korkeakoulujen yhteinen Digivisio 2030 -hanke painottaa digipedagogiikan merkitystä ja digitaalisuuden mahdollisuuksia oppimiselle ja osaamisen täydentämiselle. Digitaalisuuden roolia oppimisessa tulisi siis tarkastella kriittisesti, sen hyötyjä ja haittoja punniten. Tavoitteena on tukea oppimista ja opiskelijoiden hyvinvointia ajasta ja paikasta riippumatta, nostaa oppijan hyöty digitaalisen oppimisen kehittämisen keskiöön sekä tuoda tekoälyratkaisut oppimisen ja opintojen ohjaamisen apuvälineeksi (Digivisio 2030, 2024). Digitalisoituva oppimisen arviointi Tietokoneavusteisen harjoitustehtävien tarkistuksen historia ulottuu yllättävän kauas, yli 60 vuoden päähän (Hollingsworth, 1960). Tehtävien automaattinen arviointi keventää opetushenkilökunnan työkuormaa ja nopeuttaa oppimisen arviointia. Älykäs arviointi on yksi tekoälyn keskeisistä soveltamisalueista opetuksessa (25% tutkituista tapauksista, Wang et al., 2024) ja sen hyödyt korostuvat opiskelijamäärältään suurilla kursseilla. Esimerkiksi Aalto-yliopiston kahdella ohjelmoinnin peruskurssilla on vuositasolla noin 180 000 korjattavaa tehtävää (Malmi, 2024). Lisäksi kaikki opinnäytteet ja monet kirjalliset projektityöt tarkastetaan plagioinnin tunnistamiseen kehitetyllä TurnitIn-työkalulla, johon on tänä vuonna lisätty myös tekoälyn tuottaman tekstin tunnistaminen. Automaattisen tarkastuksen yksi merkittävimpiä etuja on opiskelijan saaman palautteen nopeus, mikä mahdollistaa harjoituksen aikaisen palautteen 46 www.vesitalous.fi DIGITALISOITUMINEN VESITEKNIIKAN OPETUKSESSA. Digitaaliset oppimisympäristöt mahdollistavat digitaalisen ja luokkahuoneessa tapahtuvan opettamisen yhdistämisen eli ns. Opetushenkilökunnan työkuorman helpottaminen ei kuitenkaan ole ainoa motiivi automaattitarkisteisten tehtävien käyttöönotolle. verkostossa, jonka yhdeksästä painopisteestä yksi keskittyy edistämään digitaalisen kestävän kehityksen koulutusta (CODES, 2022). Hyödynnämme digitaalisuutta myös harjoitustehtävien tarkastamisessa ja palautteenannossa. Samalla arviointi on altis huolimattomuusvirheille (Aziz et al., 2015)
sekä useamman palautuksen samasta harjoituksesta, mikä parhaimmillaan johtaa parempaan oppimiseen (Aziz et al., 2015). Tekoälysovelluksia on saatavilla kirjoittamisen avustamiseen ja tiedon hakuun (esim. Tämän rutiinin muodostumisessa automatisoitu tarkastus on hyödyksi, sillä opiskelijoille voidaan tarjota runsaasti tehtäviä ilman, että arviointitaakka käy opettajalle kohtuuttomaksi. Generatiivisella tekoälyllä tarkoitetaan teknisiä järjestelmiä, jotka kykenevät luomaan uutta sisältöä, kuten tekstiä ja kuvia, tyypillisesti tekstisyötteenä annettujen ohjeiden mukaisesti. 47 Vesitalous 4/2024 DIGITALISOITUMINEN VESITEKNIIKAN OPETUKSESSA. Kurssitöissä esiintyy usein samoja virheitä, joten automaattinen tarkastaminen vapauttaa opettajien aikaa näiden toistuvien virheiden korjaamisesta muuhun oppimisen tukemiseen (Nuñes & Lantada, 2020). Jo nykymuodossaan tekoäly on riittävän kyvykäs esimerkiksi läpäisemään tenttejä tai pääsykokeita (Luo, 2024). Tämän jälkeen julkaistut ChatGPT:n päivitetyt versiot sekä muut tekoälysovellukset ovat vieneet tekoälyn käyttöä eteenpäin merkittävin harppauksin. Midjourney, DALL-E). Kehittyneisiin kielimalleihin perustuvan ChatGPT-tekoälysovelluksen julkaiseminen vuoden 2022 lopulla herätti hämmästelemään, kuinka vakuuttavaa tekstiä tekoäly kykenee tuottamaan. Perplexity, BingAI), ohjelmistokehitykseen ja koodaukseen (GitHub Co-pilot), tutkimustiedon jäsentämiseen (esim. Generatiivinen tekoäly oppimisessa Digitaalisen tiedontuotannon ja oppimisen tuorein ja mahdollisesti merkittävin askel on generatiivisen tekoälyn nopea yleistyminen. Kognitiivisessa psykologiassa toiminnallisilla taidoilla (procedural skills, know-how) tarkoitetaan kykyjä tehdä asioita, erotuksena ilmiöitä kuvailevasta tiedosta (declarative knowledge, know-that). Sen sijaan suunnittelutehtävät ja kokonaisvaltaisen ymmärryksen kehittämiseen tähtäävät harjoitukset ovat monesti ratkaistavissa usealla, ennakkoon tarkasti määrittämättömällä tavalla ja ovat siten hankalammin automaattisesti tarkistettavissa. Automaattitarkisteisiksi soveltuvien tehtävien on kritisoitu vaativan lähinnä toiminnallisia taitoja (Sangwin, 2016). Insinööritieteet ovat hyvin soveltava ala ja opintoihin sisältyy paljon toiminnallisiin taitoihin liittyviä laskuja ohjelmointiharjoitteita. Yleisesti yliopistot – myös Aalto-yliopisto – suhtautuvat sallivasti tekoälyn käyttöön oppimisen osana. Tekoälyn hyödyntämisestä kurssitöiden tarkastamisessa meillä ei vielä ole kokemusta, mutta se voi parhaimmillaan johtaa aiempaa laadukkaampaan palautteeseen ja tukea opiskelijoiden tietoisuutta heidän oppimisestaan (Núñez ja Lantada, 2020). UNESCO (Pedró et al., 2019) tunnistaa lukuisia tekoälyn kestävään käyttöön liittyviä haasteita: yhdenvertaisuuden ja saavutettavuuden, opettajien valmiudet hyödyntää tekoälyä, aineistojen laadun sekä käyttöön liittyvän etiikan Yliopistot joutuvatkin pohtimaan, miten ne suhtautuvat tekoälyn käyttöön oppimisessa. Tekoälyn käyttö niin arjessa kuin työelämässä yleistyy vauhdilla, joten yliopisto-opetuksen yhtenä tärkeänä tehtävänä on osaltaan opettaa tekoälyn eettistä ja eri näkökulmat huomioivaa käyttöä. Perustason kognitiivisten suoritteiden muokkaantuminen rutiininomaisiksi vapauttaa kuitenkin oppijan huomion uusien ajatusten työstämiseen ja oppimiseen (Rasila et al., 2015). Samalla tekoälyn käyttöön sisältyy avoimia kysymyksiä liittyen muun muassa tekoälyn etiikkaan, sen käytön sääntelyyn sekä tekoälyn hyödyntämään dataan. Elicit, Consensus, SciSpace) sekä kuvien ja videoiden tuottamiseen (esim. Kaikkiin tehtävätyyppeihin automaattinen arviointi ei kuitenkaan sovellu. Tekoäly on luonut tarpeen myös kokonaan uudenlaiselle taidolle: kyvyn ”promptaamiselle” eli taidolle ohjeistaa tekoälyä erilaisilla kehotteilla halutun lopputuloksen saavuttamiseksi
Näihin kysymyksiin ei ole vielä valmiita vastauksia, mutta tekoäly tulee muovaamaan myös sitä, miten oppimista yliopistoissa arvioidaan. Samaan aikaan tekoälyn käytöstä oppimisen tukena nousee hankalasti vastattavia kysymyksiä liittyen oppimiseen ja sen arviointiin. Tarvitseeko opiskelijan palauttaman oppimistuotoksen olla itsenäisesti tuotettu – ja mitä tämä ylipäänsä tarkoittaa tekoälyn muovaamassa työskentely-ympäristössä. Tekoälyn nopea kehitys kuitenkin haastaa kirjallisiin tuotoksiin pohjautuvaa jatkuvaa arviointia, sillä tekoäly on erityisen vahva tällaisissa tuotoksissa usein vaaditun yhteenvetävän tekstin tuottamisessa. Kuva 1. 48 www.vesitalous.fi DIGITALISOITUMINEN VESITEKNIIKAN OPETUKSESSA. Tekoäly tulee näkymään tulevaisuudessa vahvasti yliopistoopetuksessa samalla kun se haastaa oppimisen arviointia. Onko promptaaminen taito, jota tulisi opettaa. Yksi mahdollinen kehityssuunta on yhdistää oppimisen jatkuvaa arviointia ja kurssin lopussa tapahtuvaa summatiivista arviointia eli tuoda tentit jälleen aiempaa vahvemmin osaksi oppimisen arviointia. Luo (2024) myös haastaa pohtimaan uudelleen originaliteetin, uutuusarvon, käsitettä tekoälyyn pohjautuvien työkalujen levittäytyessä ja toteaa turhan usein keskityttävän oppijoiden ”narauttamiseen” uusien teknologioiden väärinkäytöstä kuin kannustamaan niiden hyödyntämiseen. Tämä muutos vaikuttaa osin jo tapahtuneen, sillä esimerkiksi Aalto-yliopiston sähköisessä EXAM-tenttimisjärjestelmässä järjestettyjen tenttien määrä kasvoi lukuvuonna 2023-2024 noin 25% verrattuna edelliseen lukuvuoteen. Aalto-yliopiston kahden kurssin opiskelijoiden kokemuksia tehtävien tarkistamisesta. Miten varmistaa opiskelijan oma oppiminen, jos ei ole selvää onko opiskelija itse kirjoittanut, tai edes ymmärtänyt, oppimisen osoituksena palauttamaansa tekstiä. Automaattisen arvostelun koettu toimivuus ja oikeudenmukaisuus on arvioitu skaalalla 1 (huono) – 5 (erinomainen). Tähän tavoitteeseen puhtaasti yksilökeskeinen tai kontrolliin perustuva arviointikulttuuri sopii huonosti, sillä merkittävät yhteiskunnalliset haasteet ratkotaan yhteistyöllä ja uusinta teknologiaa hyödyntäen (Fawns & Nieminen, 2023). Tämä suuntaus kannusti yhdessä tapahtuvaan, jaettuun oppimiseen ja sen osana yleistyi myös oppimisen itsearviointi ja vertaisarviointi. Tämän kehityskaaren myötä tenttien määrä on vähentynyt ja opiskelijat tekevät kurssien aikana erilaisia kirjoitustehtäviä ja muita oppimistehtäviä sekä ryhmissä että itsenäisesti (Atjonen, 2023). Tenttipohjaisella oppimisen arvioinnilla on kuitenkin omat, jo hyvin tunnetut haasteensa (Atjonen, 2023) ja se voi jäädä vain välikauden ratkaisuksi. Tämä saattaa kannustaa osaa opiskelijoista vilppiin: esimerkiksi korona-ajan etäopetuksen myötä hyvien akateemisten käytänteiden todettiin joissain tapauksissa heikentyneen (Newton & Essex, 2024). Autenttisessa arvioinnissa osaaminen pyritään todentamaan luonnollisissa käytännön tilanteissa. Oppimisen arvioinnin pedagoginen kehityskaari on jo pidempään suunnannut osaamisen ja oppimisen osoittamista jatkuvaan, oppimisprosessin aikana tapahtuvaan arviointiin (formatiivinen arviointi) pelkän loppuarvioinnin (summatiivinen arviointi) sijaan. Yliopistojen tavoitteena on kouluttaa osaajia, jotka pystyvät ratkomaan sekä nykyisiä että tulevaisuuden haasteita. Pidemmällä aikavälillä tavoitteena on uudenlaiset oppimisen arvioinnin tavat, kuten esimerkiksi autenttinen arviointi (Atjonen, 2023). Mitä on tekoälyavusteinen oppiminen ja miten sitä arvioidaan. Meidän tuleekin löytää uusia tapoja tunnistaa tekoäly oppimisprosessin tukijana sekä luoda keinoja siihen, miten opiskelijat voivat osoittaa oppimaansa sen avulla (Alanko-Turunen, 2023)
Oppimisen digitalisoituminen tarjoaa hyötyjä myös yliopistojen ulkopuolelle. Kohti kestäviä korkeakoulupedagogisia tekoälyratkaisuja – kartoittava kirjallisuuskatsaus [Publication]. Akateemisen oppimisen ja osaamisen arviointi: Tutkimuspuheenvuoro Itä-Suomen yliopistosta. Yhteenveto Digitalisoituminen on vaikuttanut yliopisto-opetukseen jo vuosikymmenien ajan, mutta nyt käsillä oleva muutos on erityisen nopeaa. Aziz, M., Chi, H., Tibrewal, A., Grossman, M., & Sarkar, V. Samalla tekoälyn käyttöä voidaan laajentaa opiskelijatöiden arvioinnista opetuksen suunnitteluun ja se voi myös tukea kurssien toteuttamista hyvin erikokoisille opiskelijaryhmille. Vesitekniikan opetuksessa sovelletaan koko Aaltoyliopiston yhteistä ohjeistusta tekoälyn käytöstä opetuksessa ja oppimisessa. Hyvin pian selvisi, että tarkastustaakan hallitsemisen ohella opiskelijatyytyväisyys on merkittävä peruste automaattitarkisteisten tehtävien käyttöönotolle. Työelämävalmiuksien kehittymisen kannalta tekoälytyökalujen liiallinen suitsiminen opintojen suoritusvaiheessa ei palvele opiskelijoiden etua. Tekoälyyn pohjautuvien teknologioiden hyödyntäminen on tärkeä työelämätaito. Automaattitarkasteisten harjoitusten mahdollistama välitön palaute antaa opiskelijalle mahdollisuuden itsenäiseen etenemiseen harjoituskokonaisuudessa saatuaan vahvistuksen oppimiselleen. Auto-grading for parallel programs. Kimmokkeena oli ensisijaisesti tehtävien tarkastamisen nopeuttaminen sekä opetushenkilökunnan työtaakan keventäminen kandidaattiohjelman 150 opiskelijan Vesija ympäristötekniikka -kurssilla. Ohjeistus sallii tekoälyn käytön tekstin tuottamisen apuna, ellei kurssin vastuuopettaja sitä erikseen kiellä, mutta kokonaisuudessaan kielimallilla tuotettua tekstiä ei saa esittää omanaan. Kokemuksia vesitekniikasta Tekoäly on jo nyt käytössä vesitekniikan alalla, missä sitä sovelletaan esimerkiksi tulvamallinnuksessa (Popescu et al., 2012) ja juomaveden käsittelyn prosessien kehittämisessä (Li et al., 2021). elämänlaajuiseen oppimiseen (lifewide learning), jolla tarkoitetaan koko työuran aikana tapahtuvaa osaamisen kehittämistä. Ennennäkemättömän kyvykkäiden tekoälytyökalujen vyöry jokaisen saataville laajentaa käsitystä siitä mitä on oppiminen ja sen osoittaminen. Tarkastuksen automatisointi vapauttaa opetushenkilökunnan työaikaa opiskelijoiden ohjaamiseen ja mentorointiin ja tuottaa uudenlaista tietoa oppimisesta ja sen tukemisesta (Braiki et al., 2020). Sen sijaan tekoälyllä tuotettujen tekstien ja ohjelmakoodien mielekkääseen ja vastuulliseen käyttöön tulisi ohjeistaa sekä samalla varmistaa kursseille asetettujen oppimistavoitteiden täyttyminen kaikkien opiskelijoiden kohdalla. Opettajan voi olla vaikea arvioida kurssinsa osallistujamäärä ja siten omaa työmääräänsä etukäteen. Tehtävät olivat aluksi lähinnä monivalintatehtäviä sekä yksinkertaisia laskutehtäviä, joiden tarkistamisen automatisointi on mutkatonta ja luotettavaa. Erään palautuksen yhteydessä Turnitin-työkalun tekoälyn tunnistus oli merkannut osuuksia työstä tekoälyn kirjoittamaksi. Kirjallisuus Alanko-Turunen, M. http://www.theseus.fi/handle/10024/806999. Vesitekniikan opetuksessa tekoälyn osuus kirjallisissa oppimistehtävissä on tullut eteen opinnäytetöiden arvioin nissa. Automaattinen tarkastus ei kuitenkaan tarkoita automaattista opetusta. fitech.io sekä kohta avautuva opin.fi -sivusto) ovat yksi tapa tähän, sillä ne mahdollistavat itsenäisen oppimisen kaikille halukkaille. Suomalaiset yliopistot panostavat entistä vahvemmin ns. Automaattitarkisteisia tehtäviä on käytetty Aalto-yliopiston vesitekniikan opetuksessa jo vuosia. Automaattitarkisteisten tehtävien tarjoama palaute ja pisteytys on välitön, kun taas käsin tarkastuksessa se venyy päiviin tai jopa viikkoihin. Atjonen, P. https://erepo.uef.fi/ handle/123456789/31001. Tämä vaatii aktiivista kehittämisotetta, uudenlaisia oppimisen arvioinnin tapoja sekä vuoropuhelua opiskelijoien kanssa. Näin on tieteellisiä kirjallisuusyhteenvetoja laadittaessa toimittu aina, mutta aiemmin lausemuokkaus on tehty käsin. (2023). Digitaaliset oppimissisällöt ja sivustot (esim. (2015). 87544; Haaga-Helia ammattikorkeakoulu. Opiskelijalta asiaa kysyttäessä hän kertoi käyttäneensä tekoälyä plagioinnin välttämiseen etsiäkseen vaihtoehtoisia kirjoitusasuja, kun hän esitti kirjallisuusselvityksen tuloksena alan artikkeleista poimimiaan tietoja. Sovellettu hydrologia ja Pohjavesihydrologia -kurssien opiskelijapalaute (kuva 1 ) osoittaa, että ylivoimainen enemmistö opiskelijoista suosisi automaattitarkisteisia tehtäviä käsin tarkastettavien tehtävien sijaan. Digitalisoituminen on jo pitkään näkynyt myös vesitekniikan opetuksessa esimerkiksi sähköisten oppimisympäristöjen hyödyntämisenä sekä harjoitustehtävien automaattisena tarkastamisena. Proceedings of the Workshop on Education for High-Performance Computing, 1–8. Samalla se tuo uusia mahdollisuuksia niin oppimateriaalin laatimiseen kuin oppimisen jatkuvaan arviointiin ja palautteenantoon. (2023). Itä-Suomen yliopisto. 49 Vesitalous 4/2024 DIGITALISOITUMINEN VESITEKNIIKAN OPETUKSESSA. https://doi.org/10.1145/2831425.2831427
https://doi.org/10.1145/367415.367422. https://digivisio2030.fi/. Recent advances in artificial intelligence and machine learning for nonlinear relationship analysis and process control in drinking water treatment: A review. Automatic online assessment in Mathematics. Euroopan komissio. European Commission Have Your Say. Nuñes, J. Expert Systems with Applications, 252, 124167. Sangwin, C. https://education. https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/haveyour-say/initiatives/12453-Digital-education-actionplan-update-_en. Action Plan for a Sustainable Planet in the Digital Age. (2023). Experiences from online and classroom education in hydroinformatics. Li, L., Rong, S., Wang, R., & Yu, S. UNESCO Digital Library. (1960). Digivisio 2030. The only way is ethics: A dialogue of assessment and social good. Communications of the ACM, 3(10), 528– 529. Artificial Intelligence Aided Engineering Education: State of the Art, Potentials and Challenges. On automatic assessment and conceptual understanding. (2024). Malmi, L. https://doi.org/10.11647/obp.0363.23. Hodges, C., Moore, S., Lockee, B., Trust, T., & Bond, M. org/10.1007/s10805-023-09485-5. The Coalition for Digital Environmental Sustainability (CODES), UN Environment Program. Braiki, B. Resetting education and training for the digital age. Luo, J. Digivisio 2030—–Hankkeessa kaikki suomalaiset korkeakoulut rakentavat yhdessä oppimiselle tulevaisuutta. 533–554. (2022). CODES. Pedró, F., Subosa, M., Rivas, A., & Valverde, P. (2020). Journal of Academic Ethics, 22(2), 323–343. (2020). https://www.helsinki.fi/fi/uutiset/opiskelu/yliopisto-opiskelijoiden-hyvinvointi-jatkaa-laskua. (2021). (2024). (2019). M., & Lantada, A. M., & Essex, K. (2020a). Wang, S., Wang, F., Zhu, Z., Wang, J., Tran, T., & Du, Z. Fawns, T., & Nieminen, J. A critical review of GenAI policies in higher education assessment: A call to reconsider the “originality” of students’ work. Artificial intelligence in education: Challenges and opportunities for sustainable development (7; Working Papers on Education Policy). Walker, M. Teaching Mathematics and Its Applications: An International Journal of the IMA, 34(3), 149–159. The Difference Between Emergency Remote Teaching and Online Learning. Salmela-Aro, K., & Peltonen, M. Chemical Engineering Journal, 405, 126673. (2022). https://doi.org/10.1080 /02602938.2024.2309963. Newton, P. https://doi.org/10.1016/j. Assessment & Evaluation in Higher Education, 0(0), 1–14. Hydrology and Earth System Sciences, 16(11), 3935–3944. Teaching Matters Blog. A Systematic Review. ec.europa.eu/focus-topics/digital-education/action-plan. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2024.124167. (2012). cej.2020.126673. “Effects of the COVID-19 pandemic on university students’ physical health, mental health and learning, a cross-sectional study including 917 students from eight universities in Germany”. Yliopistoopiskelijoiden hyvinvointi jatkaa laskua | Helsingin yliopisto. (2016). International Journal of Engineering Education, 36(6), 1740–1751. Euroopan komissio. Personal communication [Personal communication]. (2015). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0273928. https:// unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000366994. H. https://doi.org/10.11591/eei.v9i5.1984. European Commission— Have your say [Text]. Automatic graders for programming classes. Rasila, A., Malinen, J., & Tiitu, H. http://www.unep.org/resources/report/action-plan-sustainable-planet-digital-age. Digital Education Action Plan (2021-2027) | European Education Area. (2020). L. Digital Learning How Modern Technology is Changing Education. Gewalt, S. https://www.teaching-matters-blog.ed.ac.uk/automatic-online-assessmentin-mathematics/. Digivisio2030. (2024). (2024). Popescu, I., Jonoski, A., & Bhattacharya, B. (2024). D. (2020b). (2024). Artificial intelligence in education: A systematic literature review. How Common is Cheating in Online Exams and did it Increase During the COVID-19 Pandemic. Hollingsworth, J. PLOS ONE, 17(8), e0273928. Artificial intelligence in education and assessment methods. https://doi.org/10.1093/ teamat/hrv013. https://doi.org/10.5194/hess-163935-2012. https://doi. 50 www.vesitalous.fi DIGITALISOITUMINEN VESITEKNIIKAN OPETUKSESSA. (2020). C., Berger, S., Krisam, R., & Breuer, M. 23. A., Harous, S., Zaki, N., & Alnajjar, F. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 9(5), Article 5
Etelä-Afrikkalainen vesitorni MARKO KALLIO Tutkijatohtori, Water and Development Research Group, Aalto-yliopisto marko.k.kallio@aalto.fi Aalto-yliopiston opiskelijaryhmä: TUOMAS HAAPALA, JENNIFER SCHÜRR, DOROTTYA FÜLEKI, JIMI BÄCK, SUN YU CHING ja SIMBARASHE NHOKOVEDZO Yli 200 metriä korkea Maletsunyanen vesiputous. Lesothon vesisektori eroaa monella tapaa Suomessa totutusta, eikä ihme sillä Lesotho on korkeiden vuorten hallitsema. Koko seurueemme – seitsemän henkeä Aalto-yliopistosta, kolme Turun yliopistosta ja toistakymmentä osallistujaa Lesothon kansallisesta yliopistosta – mahtui hyvin käyskentelemään joen pohjalla. Putous sijaitsee alavirtaan Semonkongin vesivoima laitokselta. Pysähdyimme pienelle padolle, joka tuntui nielevän siihen asti vierellämme virranneen joen. M inibussi kiemurteli pientä vuoristotietä ylös ja lopulta laski viimeistä kertaa kohti kylää, jonne olimme matkalla. Helmikuun lopulla sadekausi on perinteisesti vielä käynnissä, mutta talvella 2024 oli ollut kuivaa jo pidempään ja siitä johtuen jokien virtaamat olivat pienempiä kuin yleensä samaan aikaan vuotta. Opimme, että vesi voi olla valtion yksi tärkeimmistä vientituotteista ja että valtavien patojen rakentaminen pelkän veden siirron varaan voi kannattaa. Matkan lopputuloksena oli mm. Odotettua kuivemman sadekauden vuoksi putous ei ollut vahvimmillaan helmikuussa 2024. 51 Vesitalous 4/2024 MAAILMAN VEDET. Padon alapuolella Maletsunyane-joen pohja oli miltei täysin kuiva ja muodostui kauniista pyöreistä ja suuristakin kaiverruksista, jotka vesi on ajan kuluessa mustaan kiveen tehnyt. Teimme kenttämatkan oppiaksemme kestävästä energiasta, mutta suurimmat yllätykset liittyivät veteen. dokumentti, jonka avulla kestävän energian projektien edistymistä voi seurata kokonaisvaltaisesti
Ei, vaikka Lesotho Highlands Water Projectin (LHWP) yhteydessä on viime vuosikymmeninä rakennettu kaksi erittäin suurta patoa (145 m korkea Mohale ja 185 m korkea Katse) ja kolmas on tällä hetkellä rakenteilla (165 m korkea Polihali). Meidän yhteistyökumppanimme oli Lesothon kansallisen yliopiston Energy Research Center (ERC) ja täten vierailumme Lesothoon pyöri tiukasti sähköntuotannon ja siihen liittyvien ongelmien ympärillä. Tällainen Lesothokin on – se sijaitsee ylängöllä ja on täysin EteläAfrikan alavien maiden ympäröimä ja koostuu Malotija Drakensberg-vuoristojonoista. Semonkongin lisäksi rakennetun infrastruktuurin huollossa on haasteita muuallakin. Olimme saapuneet Lesothoon Aalto-yliopiston vetämän Sustainable Global Technologies -kurssikokonaisuuden puitteissa, jossa viiden hengen tiimit ideoivat, suunnittelevat ja toteuttavat projektin jonkin globaalissa etelässä sijaitsevan kumppanin kanssa yhteistyössä. Vesivoimalaitoksessa vierailu tuotti yllätyksen, sillä turbiinin rikkoutumisen vuoksi vesivoiman sijaan sähköntuotannosta vastasi dieselgeneraattori. Sen voima tuotetaan pääasiassa pienellä 280 kW vesivoimalalla, jonka kasvillisuuden jo peittämä laatta paljastaa olevan norjalaisten käsialaa. Semonkongiin johtava maata halkova valtatiekin on päällystetty vasta muutamia vuosia sitten, ja se ylittää korkeimmalla kohdallaan vuoristosolan yli 2700 metrin korkeudessa. Suurin osa maan väestöstä asuu lännessä alavilla mailla. Olimme saapuneet Semonkong-kylään Lesothon vuoristossa tutustumaan vuonna 1989 rakennettuun pienoissähköverkkoon. Semonkongin vesivoimalan generaattorihuone. Käynti vesivoimalalla osoitti erinomaisesti, ettei olemassa olevan infrastruktuurin käyttö ja huolto kehitysmaissa ole itsestään selvää, vaan hankaluuksia aiheuttaa muun muassa köyhyys, saavutettavuus ja saatavilla olevan työvoiman tietotaito. Korkealla sijaitsevia vuoristoisia alueita, joissa sataa enemmän kuin ympärillä sijaitsevilla alavilla mailla, kutsutaan kuvaannollisesti alueellisiksi vesitorneiksi. Tilanne oli jatkunut jo kuukausia koska korjaaminen oli kallista ja korjaaja oli vaikea saada paikalle, eikä kyseessä ollut ensimmäinen kerta, kun vesivoimala aiheutti ongelmia. Tämä siitäkin huolimatta, että ERC-ryhmän järjestämän kestävän energian maisteritasoisen koulutusohjelman opetus osoittautui ensiluokkaiseksi. Kuka korjaisi rikkoutuneen vesi-infrastruktuurin. Tässä vesitornissa sataa vuodessa keskimäärin noin 750 mm, joten vaikka aluetta voi vesitorniksi kutsua ympäröivän maan kuivuuden vuoksi, eivät sateet kuitenkaan juurikaan ylitä suomen sademääriä. Rakennuksen takana näkyvä pieni puro on se, mitä Maletsunyane-joesta on jäljellä voimalan padon alajuoksulla. Etualan valkoinen kontti on rikkoutunutta turbiinia tuuraava dieselgeneraattori. Lesotho on pieni ja köyhä maa miltei kaikilla mittareilla: asukkaita on 2,2 miljoonaa, pinta-alaa on hieman reilu 30 000 km², inhimillisen kehityksen indeksillä mitattuna (HDI) Lesotho sijoittuu häntäpäähän ja maa on hyvin epätasa-arvoinen. Tämä on suhteellista Lesothon kohdalla – kyseessä on maailman korkeimmalla sijaitseva maa, jonka matalin kohta on noin 1 400 metrin korkeudessa ja jossa suurinta osaa maata hallitsevat korkeat vuoret. 52 www.vesitalous.fi MAAILMAN VEDET. Suurista korkeuseroista ja pienestä yhteiskunnan vedentarpeesta huolimatta maasta ei löydy vesivoimaa muutamaa yksittäistä voimalaa lukuun ottamatta
Patoaltaaseen mahtuu parhaimmillaan kokonainen kuutiokilometri vettä. Valtavasta patomuuristaan huolimatta patoon johtava valuma-alue on alle 1000 neliökilometrin kokoinen ja tästä syystä vedensiirtokapasiteetti on vain noin 10 kuutiometriä vettä sekunnissa. Mohalen 145 metriä korkea ja 700 metriä leveä pato. Kaikkien kolmen padon vedensiirron kapasiLesothon suuret padot ja niitä yhdistävät tunnelit. Lesothon suuret padot jakavat vettä naapurustoon kuin vesitornit Vierailu Mohalella kenttämatkan toisella viikolla vaati kolmen vuoristosolan ylityksen ja tuotti uuden yllätyksen: valtavasta potentiaalista huolimatta Mohalella ei tuoteta vesivoimaa, vaan sen, ja koko LHWP:n tarkoituksena on siirtää vettä Etelä-Afrikan vesipulasta kärsivään Johannesburgiin tunneleita ja Vaal-jokea pitkin. 53 Vesitalous 4/2024 MAAILMAN VEDET. Suurin osa altaaseen virtaavasta vedestä siirretään 38 kilometriä pitkää tunnelia pitkin Katsen patoaltaaseen, ja vain pienen osan annetaan jatkaa luonnollista reittiä Senqunyane-jokea alavirtaan
teetti nousee Polihalin valmistuttua yhteensä n. Pienet, kansallisesta verkosta erilliset pienoissähköverkot nähdään yhtenä avainkeinona tavoitteen saavuttamiseen. Yli 700 km pitkän järjestelmän alustavat suunnitelman valmistuvat viimeistään 2027. Patoja yhdistää kymmeniä kilometrejä pitkät tunnelit, joita pitkin vesi johdetaan vuoriston läpi. Toteutuessaan se siirtäisi vettä eteläisestä Lesothosta kuivaan Botswanaan Etelä-Afrikan halki ja toisi entistä enemmän kipeästi kaivattuja vientituloja. Muelassa sijaitseva vesivoimala, jonka kautta vesi virtaa matkallaan Etelä-Afrikkaan, on ainoa suuri vesivoimala Lesothossa 72 MW kapasiteetillaan. fi/enhancing-electricity-access-in-rural-lesotho/), sosiaalisen median viestintä, valokuvagalleria sekä Lesothon opiskelijoille tarkoitettu energiaratkaisujen suunnittelun edistämisen apudokumentti, jonka avulla energiaratkaisujen parissa työskentelevät voivat arvioida edistymistään sekä tutustua mahdollisiin toteutuksen haasteolosuhteisiin. Lopullisen projektin tuotoksina oli tietoisuutta Lesothon energiakehityksestä lisäävä blogi (https://wdrg.aalto. melko pienten vuoristojokien ekologia ja patoaltaiden alle jäävien ihmisten toimeentulo), vaan myös perustelemattomia uskomuksia: Saimme kuulla mm. Kurssin aikana kävimme läpi erilaisia sosiaalisiin, taloudellisiin ja teknisiin asioihin liittyviä haasteita ja mahdollisuuksia. Vesivoimaa käsiteltiin yhdessä muiden energialähteiden ohella tarkoituksena tavoitella mahdollisimman uusiutuvia ja omavaraisia energiantuotantoratkaisuja. Vesivoima voisi olla tällaisten sähköverkkojen selkäranka erityisesti erityisesti sateisina kesäkuukausina. Toteutuessaan se kasvattaisi köyhän Lesothon poliittista painoarvoa alueella ennennäkemättömän vahvaksi. Uuttakin vedensiirtojärjestelmää ollaan jo kaavailemassa. Lesothon tavoite on lopettaa energiaköyhyydestä lähitulevai suudessa. Kuinka tukea kestävää energiantuotantoa lyhyellä yliopistokurssilla. Lesothossa vierailleiden Aallon ja Turun yliopiston opiskelijoiden projekti ei suoraan keskittynyt vesivoimaan tai näiden laajojen ongelmien ratkaisemiseen. 55 kuutiometriin sekunnissa. Mutta miten rakentaa teknisesti, sosiaali sesti ja taloudellisesti kestäviä ratkaisuja. kuinka Katsepadon alajuoksulla asuvat paikalliset uskovat padon veden aiheuttavan sokeutta. Sustainable Global Techologies Studio-projektikurssin tuotokset esiteltiin toukokuussa 2024 Aalto yliopistolla järjestetyssä kurssin päätöstapahtumassa, johon osallistui Lesothon ryhmän lisäksi Meksikossa, Nepalissa, Sambiassa ja Brasiliassa vierailleet ryhmät. Vaikka näin suuren infrastruktuurin rakentaminen melko vaatimattoman vedensiirron vuoksi ihmetytti (kolmen megapadon veden siirron kapasiteetti on vain noin kolme kertaa Vantaanjoen virtaama), on projekti erittäin tärkeä sekä Etelä-Afrikalle että Lesotholle. Vesi on yksi Lesothon tärkeimpiä vientituotteita ja tuo tuloja tällä hetkellä n. Paikallisten olosuhteiden, erityisesti vuodenaikojen välisen vaihtelun ja hankalan maaston vuoksi, vesivoima ei yksin kykene takaamaan maaseutuyhteisöille tasaista ja kustannustehokasta energiantuotantoa. Vesivoiman rakentamisen esteenä ei ole vain perusteltuja huolia (kuten mm. Matkan aikana osallistuimme ERC:n järjestämälle intensiivikurssille aiheena kestävän energian tuottaminen Lesothon maaseutuyhteisöjen kykyjen ja tarpeiden mukaan. Tästä huolimatta vesivoima tunnistettiin potentiaaliseksi ja monipuoliseksi energialähteeksi maaseutuyhteisöille. 180 miljoonaa euroa vuosittain. 54 www.vesitalous.fi MAAILMAN VEDET
Tarve käsitellä ja hallita hulevesiä on lisääntynyt. Tämä yhdistettynä sadevesien ja kovien rankkasateiden määrän kasvuun asettavat aiempaa enemmän paineita käsitellä ja hallita hulevesiä, toteaa MUSTBE-projektipäällikkö Hanna Kajander Satakunnan ammattikorkeakoulusta. • Kumppaneita on kahdeksan, joista virolainen Viimsin kunta johtaa hanketta. Hankkeessa on seitsemän pilottikohdetta neljässä eri maassa. • Hankeaika on 1.5.2023–30.4.2026. Osassa pilottikohteista, kuten Tallinnassa, veden virtaamaa pystytään säätämään älyteknologiaan perustuvilla menetelmillä. MERI-MAARIA SALO Tutkija Logistiikka ja meriteknologia Merilogistiikan tutkimuskeskus meri-maaria.salo@samk.fi KRISTA KOSKI Hankeviestijä Logistiikka ja meriteknologia Merilogistiikan tutkimuskeskus krista.koski@samk.fi • MUSTBE Multidimensional stormwater treatment in urban areas for cleaner Baltic Sea -hanke on Interreg Central Baltic -ohjelman osarahoittama. Kullakin alueella on omat haasteensa ja ominais piirteensä, eikä yhtä yleispätevää ratkaisua ole olemassa. Itämeren rannikkokaupunkeja on tuonut yhteen MUSTBE-hanke, jonka tuloksista ja ratkaisuista halutaan esimerkkitapauksia hyödynnettäväksi laajemminkin Itämeren rannikolla. Tavoitteena on vähentää Itämereen päätyviä epäpuhtauksia ja ravinteita. L isääntyvä huoli ilmastonmuutoksen voimistamista luonnon ääriolosuhteiden vaikutuksesta näkyy kuntien ympäristöstrategioissa. Esimerkkejä muuallekin sovellettaviksi Hankkeessa kehitetään luonnon toimintaan perustuvia eli luontopohjaisia ratkaisuja. Kohti monihyötyisiä, luontopohjaisempia hulevesiratkaisuja Kaupunkipuut, hulevesien viivytys, virtaamisen säätely älyteknologiaan perustuvilla menetelmillä ja sadevesipuutarhat – keinot ovat monet kaupunkien hulevesikäsittelyn kehittämiseksi. Esimerkiksi Porin toisen pilotin ongelmana on happamat sulfaattimaat, kun taas Söderhamnissa ja Viimsissä hulevesien määrä, Kajander avaa. Hankkeessa kahdeksan hankekumppanin yhteistyöllä toteutetaan siten kuhunkin pilottikohteeseen sopivia keinoja hulevesikäsittelyn tehostamiseksi. Hulevesien käsittelyn ohella hankkeen ratkaisussa on huomioitu ensisijaisen hyödyn lisäksi muitakin hyötyjä, kuten viihtyisyys ja luonnon monimuotoisuus. • Hankkeen budjetti on 3,9 miljoonaa euroa, josta Interreg Central Baltic rahoittaa 80 %. – Pilottikohteet sijaitsevat Virossa, Latviassa, Ruotsissa ja Suomessa. • Lisätietoa: www.centralbaltic.eu/mustbe MUSTBE-hanke 55 Vesitalous 4/2024 AJANKOHTAISTA. Muut hankekumppanit ovat: – Satakunnan ammattikorkeakoulu – Porin kaupunki – Tallinnan kaupunki – Tallinnan teknillinen yliopisto – Riikan kaupunki – Riikan teknillinen yliopisto – Söderhamnin kunta • Hanke keskittyy hulevesien käsittelyn monikäyttöisiin luontopohjaisiin ratkaisuihin. • Hankkeen pilottikohteista kaksi sijaitsee Suomessa, Porissa, kaksi Virossa, Tallinnassa ja Viimsissä, kaksi Ruotsissa, Söderhamnissa ja yksi Latviassa, Riikassa. – Kaupungistuminen ja asumisen tiivistyminen ovat lisänneet läpäisemättömiä pintoja kuten jalkakäytäviä ja teitä. Näin ollen pilottikohteiden ongelmien ratkaisukeinoihin kuuluvat esimerkiksi kaupunkipuut, hulevesien viivytys, sadevesipuutarha ja sadevesien uudelleenkäyttö. Jokainen pilotti hakee luontopohjaisilla ratkaisuilla keinoja vähentää Itämereen päätyviä epäpuhtauksia
Suomen tiettävästi pahin kaupunkitulva nimittäin oli Porin keskustassa vuonna 2007. Ne tarvitsevat pesua ja huoltoa lähes viikoittain. Puupilotissa parkkipaikalle istutetaan puita viherkaistoiksi ja niitä ympäröivät katurakenteet uudistetaan. ja kenttämittarin tuloksiin. Lotskerin asuinalueen kosteikolla, yhdessä MUSTBE?hankkeen pilottikohteista, jatkuvatoimisia ph?mittareita on kaksi. Intressien yhteensovittaminen ole aina yksinkertaista. Varsinkin rankkasateiden aikaan hulevesiverkosto voi ylikuormittua. 56 www.vesitalous.fi AJANKOHTAISTA. Ratkaisut, joihin kuuluu puiden istuttamista, helpottavat Siirtolan mukaan kaupunkien hulevesiverkostojen kuormitusta. Tarkoituksena on, että hulevedet ohjataan viherkaistojen suuntaisesti puiden juuristoille käytettäviksi. Tavoitteena on neutraloida kohteen hapanta vettä, jolloin veden mukana kulkeutuvat raskasmetallit saadaan sakkautumaan ja niiden päätyminen meriveteen on helpommin estettävissä. Esimerkiksi alueen viihtyisyys, luonnon monimuotoisuus sekä hyvinvointi ja kansanterveys lisääntyvät samalla, kun kaupunkien lämpösaarekeilmiö lieventyy. Porin toisen pilottikohteen, keskusaukion, rakentaminen kilpailutettiin kesällä 2024. Tästä on Porin kaupungissa mieleenpainuvaa kokemusta. Viime syksynä mittaustuloksia verrattiin laboratorio. Porin innovatiiviset hulevesiratkaisut Porin kaupungissa hankkeen pilottikohteita on kaksi: Lotskerin kaupunginosassa sijaitseva kosteikko ja keskusaukion puupilotti, jotka molemmat valmistuvat 2025. – Hankkeen alussa on selvitetty jokaisen pilottikohteen veden laadun lähtötaso. Yksi hankkeen tuotoksista on käsikirja kustannustehokkaista seurantamenetelmistä. Kosteikko sijaitsee happamalla sulfaattimaalla ja sen ojat johtavat Kokemäenjokeen, jota pitkin vesi kulkeutuu lopulta Itämereen. Ne olivat ilahduttavasti lähes yhtenevät. Lisäksi hankkeen kehittämät ratkaisut tuovat erilaisia hyötyjä veden laadun parantamisen ja määrän hallitsemisen lisäksi. Investointien, kuten Porin Keskusaukion hulevesipuiden rakentamisen ja alueen kokonaisvaltaisen kehittämisen jälkeen on tarkoitus monitoroida ratkaisujen tehokkuutta, kertoo Porin kaupungin rakennuttajainsinööri ja MUSTBEprojektipäällikkö Aleksi Siirtola. MUSTBEn tavoitteena on, että hankkeen ratkaisuja voitaisiin soveltaa muuallakin, erityisesti samankaltaisilla alueilla Itämeren äärellä. Toisaalta halutaan kaupunkien elinympäristöön viihtyvyyttä ja vihreää silmänruokaa, mutta parkkipaikkojakin tarvitaan riittävästi. Aleksi Siirtola avaa puupilottikohteen monihyötyisyyttä eli useaan eri asiaan kohdistuvaa hyötyä luettelemalla siihen liittyviä etuja: se auttaa ehkäisemään kaupunkitulvia, sitoo pölyä, tasapainottaa lämpötilaa ja vaimentaa melua puiden lehvistöjen tarjoamalla suojaisuudella sekä lisää kaupunkiympäristön vihreyttä ja viihtyisyyttä. Testaamme pilottikohteessa myös, miten eri puulajit menestyvät, Siirtola kertoo. – Kun hulevedet ohjataan kasvillisuudelle, kasvit kestävät kuivia jaksoja paremmin. Toimenpiteisiin kuuluvat muiden muassa asfalttipintojen kuoriminen, pintamaan poisto, pinnan muotoilu ja maaperän muokkaus
Uudenmaan omalaatuinen asutushistoria 57 Vesitalous 4/2024 MIELIPIDE. 100,1 % Orografian ja sadannan gradientin keskimääräinen vaikutus sadantaan prosentteina tasaisen maan sadannoista loka?huhtikuussa. Osittain he myös metsästivät lappalaisten kanssa turkiksia, jotka he myivät Tallinnaan, mistä ne edelleen myytiin Saksaan. Tulijoilla oli mukanaan karjaa, jonka tuotteilla he paljolti elivät. 25,0 25,1 ... Salpausselän ylitettyään ilma joutuu laskevaan liikkeeseen, jolloin sadannat talvella pienenevät rukiinviljelylle otollisemmiksi. Valuma-alueet erätaloudessa ja uudisasutuksessa Tässä nostetaan esiin kaksi varhaista mutta erinomaisen oivaltavaa mutta unohdettua näkemystä Uudenmaan ja Hämeen erosta, REIJO SOLANTIE FT, eläkkeellä Ilmatieteen laitoksen ylimeteorologin virasta. Uudenmaan uudisasutus 1200-luvulla alkoi voimakkaana varsinaissuomalaisten ja ruotsalaisten muuttoliikkeenä lännestä käsin, mikä synnytti 1300luvulla Lohjan, Tenholan ja Karjaan pitäjät (Ylikangas 1973). Viljaa uudisasukkaat saattoivat ostaa turkiskaupan tuloillaan Varsinais-Suomesta tai Sydän-Hämeestä. Rannikkoon törmätessään syntyy voimakasta konvergenssia, joka jatkuu ilman noustesssa Salpausselälle. –50 –49,9 ... Rannikon ja Salpausselän välisellä alueella taas eteläkaakkoiset tuulet, jotka suuntautuvat kohtisuoraan päin rannikkoa, antavat eniten sadetta. On mielenkiintoista, miten löydöt osoittavat viikinkiajan olleen siellä erityisen löytörikasta (Raninen 2023). Näin käy myös tultaessa Tammelan ylängöltä Kokemäenjokilaaksoon. Tästä turkiskaupasta kertovat Tallinnan historiallisen museon pergamentit. –75 –74,9 ... Pohjoispuolella olivat Sydän-Hämeen hämäläiset, joten maakunnan saamelaisväestö ei päässyt vetäytymään pohjoiseen, vaan sulautui täydellisesti uudisasukkaisiin. reijo.solantie@gmail.com Ennen vanhaan ennen tieverkostoa ihmiset mielsivät elinalueensa valuma-alueiden mukaan. Uusimaa, Suomen sateisin seutu Uudenmaan suurista sadannoista johtuu, että Uusimaa oli 1200-luvun uudisasutusvaiheeseen asti pelkästään saamenkielisen väestön asuttama alue (Solantie 1993). 0,0 0,1 ... Voionmaa (1943) Suomalaisen tiedekunnan esitelmissä ja pöytäkirjoissa ja Jussila (1977) Nummen historiassa. Kullakin valuma-alueella oli oma ilmastonsa, joka määritti maatalouden riskit ja siten alueen kelvollisuuden ihmiselle. Uudenmaan omalaatuinen asutushistoria Varsinais-Suomi oli keskiajalla Suomen ylivoimaisesti tiheimmin asuttu kolkka, peltoviljelyalue, jossa verotus perustui pellon satoon. Uudellamaalla nämä riskit olivat selvästi suuremmat kuin muualla Suomen eteläpuoliskossa, ja siksi maakunta oli pitkään muuta Etelä-Suomea harvaanasutumpi. VarsinaisSuomessa olosuhteet viljanviljelylle ovat ylivoimaisesti vähäriskisimmät koko Suomessa. . Tämä näkyy erinomaisesti Uudenmaan järvien ja jokien nimistössä, joka on paljolti saamelaisilta lainattua (Solantie 2023). –25 –24,9 ... Ilmakehä on alaosiltaan kosteata. 100,0 . Orografisesti lauhoilla lounaistuulilla sadanta on suurinta; tällöin talvet ovat lauhoja, niin että ruis talvehtii erinomaisesti (Solantie 2012). Uudenmaan lappalaisten elämästä kertoo mm. Myös vehkanjuurista tehtiin leipäjauhoa. 50,0 50,1 ... Tämä näkyy hyvin 1900-luvun lumipeitehavainnoista
Ilmasto ja sen määräämät luonnonolot Suomen asutuksen ja maatalouden historiassa. Lappalaisista: Ylä–Lohjan asuttaminen: 361, 362. Ensinnäkin Uudellamaalla harjoitettiin kaskirukiin viljelyä, jonka he oppivat tänne Hämeen härkätietä, Suomen vanhinta tietä pitkin idästä muuttaneilta karjalaisilta (Vahtola1980). & Pirinen, P. Kaskiruis kehitti syksyllä niin voimakkaat juuret, että ne kestivät paksun lumen aiheuttaman lumihomeen. Se virtaa aluksi etelään, mutta kääntyy sitten jyrkästi pohjoiseen. Tornionjokija Kemijokilaakson asutuksen synty. ura). Solantie, R. Kirjallisuusluettelo Elomaa, M. Nummen historia. Studia Historica Septentrionalia. Raninen, S. Hämeen rautakausi. Jos ’hanki oli maannut oraat’, kylvettiin viereiselle kesantopellolle runsaasti ohraa, joka runsaslumisten talvien jälkeen menestyi hyvin. Suomalaisen tiedeakatemian esitelmät ja pöytäkirjat 39 (1943). Uusmaalaisten juurista. Ylikangas, H. Solantie, R. Vesija ympäristöhallinnon julkaisuja – sarja A 126. A A A A A A A B B B B KK K Saamen giera?sanan johdannaiset Uudenmaan latvavesien niminä (mustat pisteet, nimet luettelossa), sekä luutasuot (L) eli kulkutiet Kokemäenjoen valuma?alueelle (Iuodda = tie, kulku. 2012. Vionmaa, W. Tästä huolimatta Uudenmaan väkiluku väheni 1300-luvulta 1600-luvulle voimakkaasti. Eli ’nyt otti ohraleipä’, jolla selvittiin seuraavan talven yli (Solantie 2012). Väestötappiot Uudellamaalla ja Etelä-Hämeessä. Esitelmä tieteiden talossa 17.4. Kotiseutu 1/1993: 4 – 5. Niinpä sadassa vuodessa esimerkiksi Lohjan väkiluku väheni 30% (Ylikangas 1973). 1993. Uudenmaan lappalaiset. Hera-vesistönnimien leviäminen Hämeen härkätietäpitkin: 330 – 333. 1980. 1973. Saamen sanojen alamus, báris, bajimus ja geah?i johdannaiset Uudenmaan vesistöjen nimissä. Hämeen historia 1: 193 – 197. vän sanan geah?i johdannaiset. Suomen arkeologisen seuran kokouksessa, jossa Sami Raninen analysoi metallinpaljastimien asutushistoriallista merkitystä. Jussila, O. 1955. Väkilukutilastot osoittavat, että vasta 1740-luvulta lähtien Uudenmaan väkiluku kääntyi jyrkkään nousuun. Vahtola, J. Vuoden1745 väestölaskennan mukaan Lopella, Hausjärvellä, Karkkilassa ja Nurmijärvellä väentiheys oli vain 1,9 henkilöä/km² eli sama kuin Lapissa 2010-luvulla, ja Vihdissäkin vain 2,7 henkilöä/km². Muinaishistoriallinen paikannimitutkielma. Keskija länsiUudellamaalla väkiluku oli vielä vähäisempi. Lisäksi uusmaalaisia muutti paljon myös Viroon ja Liivinmaalle. prof. Itä-Uudellamaalla Porvoonjoen valuma-alue oli kuitenkin poikkeuksellinen. Siksi sen varrella oli vankka hämäläisasutus vailla Lapinkyliä, ja sen suussa Portum Tavastorum, hämäläisten tärkein merisatama. Solantie, R. Uusmaalaiset oppivat täällä keskiajalla selviytymään ilmaston vaikeuksista. Ilmatieteen laitos. Valuma?alueet (catchment areas): 1 = Paimionjoki, 2 = Uskelanjoki, 3 = Kiskonjoki, 4 = Karjaanjoki, 5 = Ingarskilajoki, 6 = Siuntionjoki, 7 = Espoonjoki, 8 = Vantaanjoki, 9 = Mustijoki, 10 = Porvoonjoki, 11 = Ilolanjoki, 12 = Pernajanjoki ja 13 = Taasianjoki. Porvoonjoki saa alkunsa toiselta Salpausselältä. Näin se oli hämäläisille vähäkoskinen mutta riittävän runsasvetinen kulkuväylä merelle, paras koko maakunnassa. Pohjois-Suomen historiallinen yhdistys. Raportteja 2006:8. Suomen vesistöalueet. Orografian huomioiminen lokahuhtikuun sademäärien alueellisissa analyyseissä. Nimistötieteellinen ja historiallinen tutkimus. 2006. A = ylintä merkitsevät saamen alamus?sanan johdannaiset ja B = samaa merkitsevien báris. Lohjalaisten historia 1:151. Hollolan vanhan hämäläiskirkon eteläpuolella se on syvässä laaksossa, jossa sen vesimäärä on jo 30% siitä mitä joen suulla mutta korkeus vain 70 m merenpinnasta (Elomaa 1980). Kovan ilmaston vaikutus jäännösterminä: 103 – 113. Lisäksi uusmaalaiset tarkastivat keväällä peltorukiin menestymisen. 1993. ja bajimus sanojen johdannaiset sekä K = kärkeä ja päätä merkitse. 1943. Kun Kustaa Vaasa oli oppinut uusmaalaisten kyvykkyyden menestyä viljelyssä, hän värväsi näitä runsain mitoin asuttamaan autioi ta keski-Ruotsin ylämaita. Kotiseutuliitto. Kivikoski, E. Rovaniemi 1980. L L 1 2 3 4 6 5 7 8 9 10 11 12 13 58 www.vesitalous.fi MIELIPIDE. Vesija ympäristöhallitus, Helsinki 1993. Kivikosken (1955) analyysin Hämeen rautakaudesta teoksessa Hämeen historia sekä Viljo Nissilän vanhat pohdinnat. 1997. Vammalan kirjapaino. Jyväskylä Studies in Humanities 196, Jyväskylän yliopisto
2. Apurahaa haetaan apurahapalvelussamme, johon on linkki kotisivuillamme www.mvtt.fi. MVTT apurahat 1/1 Apurahoja vesija ympäristötekniikkaa uudistavaan tutkimukseen ja aloitteisiin, jotka ovat sovellettavissa laajasti niin Suomessa kuin kansainvälisestikin. Ajankohdat ja linkit löytyvät kotisivuiltamme. Järjestämme syyskuussa apurahainfoja etäyhteydellä. mennessä. Teemavuoden apurahaa voi hakea esimerkiksi yhteisö tai opetusta tutkiva yksityishenkilö. Tässä haussa kohdennamme apurahoja vesialan opetukseen. Muut kuin kongressimatkat Muuta kuin kongressimatkaa koskevan hakemuksen tulee olla lähetetty apurahapalvelussa viimeistään 30.9.2024 ja se käsitellään 30.11.2024 mennessä. mennessä. Tuettavia kohteita ovat esimerkiksi alan tutkimus, opetus, opinnäytetyöt ja matkat. 09 694 0622, email: tuki@mvtt.?. Tiedustelut: puh. Hakemusten aikataulu 1. välillä verkkopalvelussa lähetetty hakemus käsitellään hakuajan jälkeen 30.4. Matkan tulee olla hakuajan jälkeen. Kongressimatkat Kongressimatkoja koskevien apurahojen hakuajat ovat: 1.9.– 28.2. välillä verkkopalvelussa lähetetty hakemus käsitellään hakuajan jälkeen 31.10. 1.3.–31.8
These plants were selected due to their rapid growth, high biomass production, vigorous root system, and resilience to contamination. Hän työskentelee tällä hetkellä Suomen ympäristökeskuksessa tulvaja kuivuusriskien hallinnan johtavana asiantuntijana. The strategic placement of these plants near wastewater sites, lakes, and retention basins exposed to PTEs and REEs offers a promising solution for water remediation. Keskeisinä toimenpiteinä suositellaan mm. Tutkimus osoittaa, että Suomen eteläja lounaisosat ovat haavoittuvimpia alueita. Tutkimuksessa tunnistettiin myös, että maatalousala tulee kärsimään ilmastonmuutoksen aiheuttamasta kuivuudesta eniten, minkä vuoksi sopeutumistoimenpiteet ilmastonmuutokseen ovat maataloudessa erityisen tärkeät. vapaaehtoisten paikallisten kuivuusriskien hallintasuunnitelmien laatimista sekä kansallista kuivuusstrategiaa. The studied plants possessed the ability to reduce concentrations of PTEs and REEs from contaminated water. This research focused on perennial plants’ capabilities to remediate PTEs (Cd, Cr)and REEs (e.g. The dissertation is available online: https://www.dissertationesforestales. fi/article/23014 Lauri Ahopelto väitteli tekniikan tohtoriksi Aalto-yliopiston Insinööritieteiden korkeakoulusta vesitekniikan alalta. Remediation of contaminated water by perennial plants in floating wetlands Drought in Water Abundant Finland – Data and Tools for Drought Management U rbanization, industrialization, mining activities, and excessive use of synthetic fertilizers contribute to the release of potentially toxic elements (PTEs) and rare earth elements (REEs) into the environment, which deteriorates water quality. Notably, willow has exhibited the ability to recover REEs from biomass ashes. L auri Ahopelto selvitti väitöskirjatutkimuksessaan kuivuuteen liittyviä riskitekijöitä Suomessa nyt ja tulevaisuudessa sekä esitti keinoja kuivuuteen liittyvän riskienhallinnan kehittämiseksi. Additionally, the biomass obtained through phytoremediation can be a valuable resource for biorefineries. La, Nd, Ce) contaminated water in floating wetland. Ilmastonmuutos lisää todennäköisesti kuivakausien toistuvuutta ja voimakkuutta suuressa osassa Suomea. DSc Muhammad Mohsin graduated from the University of Eastern Finland and is now working as a postdoctoral researcher at the School of Forest Sciences, University of Eastern Finland. Tutkimuksessaan hän tarkasteli myös millaisia tietoja ja menetelmiä kuivuusriskien analysointi vaatii. 60 www.vesitalous.fi
The doctoral dissertation is available online: http://hdl.handle.net/10138/356151. Lake Sediment Recycling: A Circular Economy Solution for Agriculture and Lake Restoration Dr. Mina Kiani’s doctoral study, the first of its kind globally, involved exploring the environmental aspects of sediment recycling from Lake Mustijärv, a small eutrophic lake, for agriculture over several years. Also, the study examined changes in P dynamics at the sedimentwater interface in the restored lake. Thesis available online: https://oulurepo.oulu.fi/handle/10024/42296 Conceptual depiction of re?regulation reservoir operation, demonstrating the potential storage of peak river flow (red phase) and the corresponding flow release back into the river (blue phase) in Petäjäskoski 66° 16’ 10” N, 25° 20’ 17” E elevation 49 m. Consequently, this will increase ecological stresses in regulated rivers. Recycling nutrient-rich sediment from eutrophic lakes for crop production, rather than disposing in landfills, provides a sustainable solution to address the P scarcity, prevent nutrient losses from soils, and combat waterbody eutrophication. Most of the 21 studied stations across Finland, indicated that the required reservoir volume had a positive linear correlation with the flow adjustment and ramping rate thresholds. Ali Mchayk got his master’s degree in environmental engineering from the University of Oulu, and is now a doctoral researchers at the same university. Hydropeaking Mitigation with Re-regulation Reservoirs D iscovering a novel engineering approach aimed at safeguarding river ecosystems while harnessing the power of hydropower. Given that over 90% of the EU’s CRMs are imported, the presence of other CRMs like magnesium, boron, and copper in the sediment aligns sediment recycling with the goals of the EU CRM Act for recycling. The findings demonstrate that re-regulation reservoirs hold clear theoretical potential for regulating hydropeaking. The prevalence of hydropeaking, a common occurrence in hydropower plants, is expected to intensify in net zero emissions scenarios. She is currently working as a researcher at the Natural Resources Institute Finland (Luke), focusing on the P utilization in various nutrient-rich side-streams. Research group members are establishing the field experiment, collecting sediment and plant samples, and measuring gas emissions. In this study we developed a methodology and an open-access algorithm for operating the reservoir. Outlet Inlet Automated gates Released flow Stored flow Re-regulation reservoir P hosphorus (P) is listed as a critical raw material (CRM) in the EU, and its supply risk raises P fertilizer prices, leading to economic challenges. In the 4-year field experiment, grass crops grew equally in the sediment and agricultural soil. 61 Vesitalous 4/2024. We present an innovative engineering approach to mitigate the adverse impacts of hydropeaking using re-regulation reservoirs. However, this trend was not observed for some stations, indicating that inadequate water release into the waterway might increase the required reservoir volume. Mina Kiani defended her doctoral thesis at the University of Helsinki Faculty of Agriculture and Forestry in the Department of Agricultural Sciences. Aerial photo of the Lake Mustijärv excavation process (Photo: Kristjan Lust)
YWP:n uusi Suomen jaosto on kansallisella tasolla sitoutunut edistämään nuorten vesiammattilaisten työelämään sitouttamista vesisektorin sukupolvija sektorirajat ylittävän vuoropuhelun mahdollistamiseksi. Ajankohtaista vesiyhdistykseltä National Modelling Seminar 2024 We are pleased to invite you to National Modelling Seminar 2024, which this year combines the annual seminar series on hydrological and climate modelling. The seminar is organised by the Hydrology division of Water Association Finland, universities, and research institutes. We welcome broad range of presentations linked to the topics listed above and water research in general. Venue: Finnish Meteorological Institute (www.fmi.fi), Dynamicum building, Brainstorm auditorium, Erik Palmenin aukio 1, 00560 Helsinki The seminar is sponsored by Water Association Finland and Finnish Meteorological Institute, including lunch. Vapaaehtoisena verkostona toimiva YWP:n Suomen jaosto toivottaa kaikki 35-vuotiaat tai sitä nuoremmat, motivoituneet ja innokkaat vesialan ammattilaiset tervetulleiksi osallistumaan toimintaansa. This seminar will provide opportunities to present your recent work and gain valuable insights and foster collaborations. Se on sitä ennen toiminut useita vuosia Suomen Vesiyhdistyksen jaostona, jonka kaudelle 2024–2026 valittu komitea päätti hakea IWA:n virallista statusta Suomen nuorten vesiammattilaisten yhteisön kansainvälisen näkyvyyden sekä yhteistyömahdollisuuksien kehittämiseksi. Suomen IWA-komitea perustettu S uomen Vesiyhdistys, Suomen Vesilaitosyhdistys ja Suomen vesifoorumi ovat perustaneet Suomen kansallisen komitean Maailman Vesijärjestön (International Water Association, IWA) jäsenasioiden käsittelyyn. Suomen vastanimetty IWA-komitea koostuu seuraavista jäsenistä: • Suomen Vesiyhdistys – Eeva-Leena Rostedt • Suomen Vesilaitosyhdistys – Riku Vahala • Suomen vesifoorumi – Topi Helle 62 www.vesitalous.fi Vesi – kohtuullisesti nautittuna – on terveellistä. Your participation would be greatly appreciated and contribute to the success of this event. järjestämällä teknisiä tutustumiskäyntejä, seminaareja ja työpajoja sekä sosiaalisia tapahtumia. Contact: Tuula Aalto (tuula.aalto@fmi.fi) & Risto Makkonen (risto.makkonen@fmi.fi) Best regards, Tuula Aalto Principal Scientist, Carbon Cycle Research Group, Finnish Meteorological Institute Dear Colleagues, Uusi YWP:n Suomen jaosto perustettu N uorten vesiammattilaisten (Young Water Professionals, YWP) Suomen jaosto on saanut Maailman Vesijärjestö IWA:n virallisen statuksen kesäkuussa 2024. osana vuosittaista IWA:n pääkokousta eli Governing Assemblyä, joka järjestettiin tänä vuonna Torontossa Kanadassa. hurskainen@fmi.fi. Registration (DL 8.11.2024): https://link.webropolsurveys. We will have an informal seminar dinner for participants (at own cost, time and location to be announced later). IWA:n hallinnoijajäsenet (Governing Members) joihin myös Suomi kuuluu ottavat osaa sen päätöksentekoon mm. Kansalliset IWA-komiteat kokoavat edustamiensa maiden vesisektorin keskeiset toimijat päättämään yhteisistä linjauksista ja koordinoimaan kansainvälistä toimintaa. com/S/0B988B900C18EB94 Abstract submission (DL 11.10.2024): Please prepare your abstract using the template attached (max length 300 words) and submit it by email to riitta.aikio@fmi.fi with cc to auli. Our seminar aims to bring together experts to discuss the latest advances and challenges in these interconnected fields. Topics include • water resources, resilience and restoration • water cycle in climate, drainage basins and land ecosystems, • climate change impacts on the water cycle • extreme events • hydrological, climate and ecosystem modelling • water cycle interconnections with vegetation greenhouse gas fluxes, soil carbon, nutrients and various chemical compounds relevant to environmental sustainability and protection. Lisäksi se tulee tiivistämään yhteydenpitoa ja yhteistyötä muiden maiden YWP-jaostojen kanssa erityisesti pohjoismaissa ja siten edesauttamaan yhteisten vesiasioiden kehittämistä ja kansainvälistä tietojen vaihtoa. Suomen Vesiyhdistyksen jaostona YWP tulee jatkossakin edistämään nuorten vesiammattilaisten osaamisen sekä muiden työelämätaitojen kehittymistä mm. A poster session will be organized, and posters are accessible whole day during coffee breaks & lunch. Time: Wed 20.11.2024, 09:00 – 17:00. We look forward to welcoming you to this exciting seminar
VVY:n jäsenetuna yksi vuosikerta veloituksetta) Digitaalinen näköispainos Vesitalous-lehden digitaalisia näköispainoksia voi ostaa irtonumeroina ja vuositilauksina lehtiluukku.fi-palvelusta: lehtiluukku.fi/lehdet/vesitalous (Digitilaus 50 €/vuosi, irtonumero 9,00 €) Yrityksille ja yhteisöille Vesitalous-lehti on saatavilla yrityksille ja yhteisöille ePresspalvelussa emagz.fi. • Julkaisemme ensisijaisesti suomalaisten korkea koulujen maisterija tohtoritason opinnäytetöiden tiivistelmiä. • Tutkielmat ovat korkeakoulujen omilla verkkosivuilla vapaasti luettavissa. Haluatko tietää, mitä vesialalla tapahtuu. Tilaukset: vesitalous.fi/uutiskirje V esitalous-lehden opinnäytetyöpalsta esittelee vesialan viimeisimpiä opinnäytetöitä tuodakseen uusinta tutki mustietoa helpommin löydettäväksi, sekä esitelläkseen alamme vastavalmistuneita asian tuntijoita. Lähetä suomentai englanninkielinen tiivistelmä (<800 merkkiä) osoitteeseen: maija.taka@aalto.fi Vesi – kohtuullisesti nautittuna – on terveellistä -lehden tilaukset Painettuna kotiin vesitalous.fi/vesitalous-lehti/tilaa-lehti (Vuosikerta kestotilaus 65 €/vuosi. Vesitalouden uutiskirje koostaa kerran kuussa vesiteemaisia uutisia Suomesta yhteen nippuun ja koko paketti kopsahtaa sähköpostilaatikkoosi, kun vain olet postituslistalla
KVVY Tutkimus Oy Vahva kotimainen SUUNNITTELU JA TUTKIMUS. 64 www.vesitalous.fi VESITALOUDEN LIIKEHAKEMISTO Auma Finland (80 x 50) Huber (80 x 50) Sweco (80 x 40) AFRY (80 x 85) Ramboll (70x80) AUTOMAATIOJÄRJESTELMÄT JÄTEVESIENJA LIETTEENKÄSITTELY Jäteveden . ja lietteenkäsittelylaitteet HUBER Technology Nordic AB | Puh 0207 120 620 info@huber.fi | www.huber.fi Vesihuollon suunnittelun ykkönen Vesien käsittely, hulevesien ja tulvariskien hallinta, vesivarojen hallinta, vesihuoltoja jätevesiverkostot ramboll.com/fi-fi/vesi vesihuollon, vesienhallinnan ja analytiikan asiantuntija palveluksessasi
80x50mm: 18,00 €/mm x 50 mm = 900,00 €/vuosi 2-palstainen (leveys 170 mm) 2 x 18,00 €/mm x korkeus (mm) Esim. 170x50mm: 2 x 18,00 €/mm x 50 mm = 1.800,00 €/vuosi Tilaukset: Jarkko Narvanne, puh. 65 Vesitalous 4/2024 VESITALOUDEN LIIKEHAKEMISTO Kaiko (80 x 50) Fennowater (80 x 60) VESIHUOLLON KONEET JA LAITTEET www.kaiko.fi Kaiko Oy Henry Fordin katu 5 C 00150 Helsinki Puhelin (09) 684 1010 kaiko@kaiko.fi www.kaiko.fi • Vuodonetsintälaitteet • Vesimittarit • Annostelupumput • Venttiilit • Vedenkäsittelylaitteet Lastausväylä 9, 60100 Seinäjoki Pirjontie 3, 00630 Helsinki Puh. WWW.KEMIRA.COM/BIOMB-WEBINAR Tule tapaamaan meitä Yhdyskuntatekniikkamessuilla Jyväskylä, 10.-11. 045 305 0070, toimitus@vesitalous.fi • https://vesitalous.fi/ Kemira (80x80) VESIKEMIKAALIT Biopohjaisilla polymeereilla kohti kestävää kehitystä KEMIRA ALOITTAA ENSIMMÄISENÄ MAAILMASSA BIOPOHJAISIIN RAAKAAINEISIIN POHJAUTUVIEN POLYMEERIEN VALMISTUKSEN. Hinnat/vuosi (6 numeroa): 1-palstainen (leveys 80 mm) 18,00 €/mm x korkeus (mm) Esim. toukokuuta 2023, Osasto #B580. MATKA KOHTI VESIEN KÄSITTELYN KESTÄVÄÄ KEHITYSTÄ TUOTTEIDEN TOIMIVUUDESTA TINKIMÄTTÄ JATKUU. Toista tai vaihda ilmoitusta numeroittain. 06 – 420 9500 www.fennowater.fi TUOTTEITAMME: Välppäysyksiköt Hiekanerotusja kuivausyksiköt Lietekaapimet Sekoittimet Lietteentiivistysja kuivausyksiköt Kemikaalinannostelulaitteet Flotaatioyksiköt Lamelliselkeyttimet Sähkö-, instrumentointija automaatiolaitteet Ruuvipuristin FW250/750/0.5, Q= 80 kgTS/h hydraulinen kapasiteetti 6 m³/h VEDENKÄSITTELYLAITTEET JA -LAITOKSET Ilmoita Vesitalous-lehden liikehakemistossa Valitse osastosi ja nosta yrityksesi tunnettuutta
Jussi Ristimäki, Johanna Pajari, Terhi Renko, Anne Liljendahl and Maija Vilpanen: Comparing and assessing the effects of combined and separate drainage systems of Helsinki I n Helsinki, the transition from combined drainage to separate drainage has previously been mainly examined through overflows and the operation of the network and wastewater treatment plant. The implementation of management is often supported by means of mathematical modelling. The effects of increasing loads on coastal waters have not been evaluated as a whole before this report. Particularly the progress of generative artificial intelligence (AI) challenges the way how learning and originality is understood and assessed. Although guides and instructions on construction stormwater management are widely used, practical implementation on construction sites is often lacking. Others: Piia Leskinen, Pekka Heinonen and Juhani Järveläinen: Updating the national guidelines for stormwater management presented at the Stormwater Section’s seminar (Editorial) Teemu Kokkonen, Maija Taka, Marko Keskinen and Karoliina Pakkanen: Digitalisation in water engineering education U niversity education is undergoing a rapid digitalization, bringing unforeseen opportunities but also new challenges to learners and teachers alike. However, the information used as a basis for the models is often incomplete and consists of different sources, risking the usability of the models. However, there is a general ban on polluting the environment in Finland, so could we use the harmful concentrations from ecotoxicology results as guideline values. The wintertime stormwater management, risk identification and land use planning -project (2023–2024) implemented by the city of Lahti and the municipality of Hollola, maps the risk areas in need of stormwater quality management and the factors affecting them, and develops methods and practices to minimise the increasing stormwater risks to surface and groundwater due to the changing climate. Without guidelines or any other values, the supervisory authority for environmental permits cannot interfere with high concentrations of harmful substances. Marcus Pellas and Heidi Vilminko: The current state of construction site water management I n recent years, attention has been paid to the effects of stormwater from on water bodies, and the management of construction site stormwater has become an important topic in the stormwater sector. Kajsa Rosqvist and Nora Sillanpää: Using data from rainfall scenarios and flood models to set the preparedness level in Helsinki L ast year, the city of Helsinki carried out a study related to the assessment of the effects of stormwater flood risks, which serves as the starting point for determining the level of preparedness suitable for flood risks. Marko Kallio, Tuomas Haapala, Jennifer Schürr, Dorottya Füleki, Jimi Bäck, Sun Yu Ching, and Simbarashe Nhokovedzo: South African water tower Krista Koski and Meri-Maaria Salo: Towards multifunctional, more nature-based stormwater solutions Reijo Solantie: The unique settlement history of Uusimaa Tuulia Innala: The management of stormwater would be promoted by versatile guide material on the topic 66 www.vesitalous.fi FINNISH JOURNAL FOR PROFESSIONALS IN THE WATER SECTOR Published six times annually | Editor-in-chief: Minna Maasilta | Address: Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki, Finland ABSTRACTS. Eeva-Riikka Rautarinta and Pekka Heinonen: Aiming for naturebased stormwater management – help for method selection with selection and guideline cards W ith design guidelines for nature-based stormwater solutions, we can improve control of planning, unify solutions, and also implement high-quality and functional solutions. Since there is limited public space, measures must also be taken on private plots. To promote construction site stormwater management, stormwater management should be included in construction projects and their planning to a greater extent than is currently the case. Jukka Sainio: Determining guideline values for the concentrations of harmful substances in stormwater based on the sensitivity of organisms in the receiving environment T he lack of guideline values for concentrations of harmful substances creates challenges for managing the quality of stormwater throughout the field. Juhani Järveläinen and Heidi Vilminko: Assessment of the quality of snow and meltwater of wintertime stormwater risks in Lahti and Hollola T he effects of climate change on stormwater quality, pollutant loads in urban areas and quality management have not yet been comprehensively studied in Finland. This article provides first a short overview to digitalization in higher education, presents then practical experiences in its application in teaching water and environmental engineering, and finally discusses ways forward. These questions were considered in the VEMA project of the city of Vaasa. How could stormwater information be used better in decision making. Emil Nyman, Jan-Hendrik Körber, Ashvin Chaudhari, and Harry Edelman: Integrating new methods to improve management of stormwater C omprehensive stormwater management is based on a holistic understanding of the water cycle in the complex built environment. In recent years, awareness of the poor quality of stormwater in densely built and trafficked areas has grown. Camilla Tuomela and Hannes Björninen: Utilisation of stormwater modelling in the urban organisation – VEMA project in Vaasa C ould modelling be used to an increasing extent in tasks related to stormwater management in the city organisation. Would it be possible to get a better overall picture of the stormwater system. The report included reviews of future rainfall scenarios and flood models. Piia Leskinen and Minna Kivimäki: Results of the stormwater seminar workshop how should stormwater delay requirements and green factors be developed. The actual setting of the preparedness level, on the other hand, requires a careful weighing of risks and solution possibilities. Experience with the use of this tool has already been accumulated for a few years, and therefore it is now important to examine the functionality of the tool how well does the (blue) green coefficient achieve the goals set for it and how should it be developed in the future to improve effectiveness. It is essential that in the planning of the urban environment one is aware of the risks related to floods and does not underestimate them. A dapting to climate change requires increasing urban greenery and equalising the water cycle in cities on a very large scale. In recent years, the green factor (or blue-green factor) has been introduced as a tool for this in many cities
Maankäyttöja rakennuslaki, johon hulevesisääntely pääosin perustuu, on parhaillaan uudistettavana. TUULIA INNALA Erityisasiantuntija Suomen kuntaliitto ry tuulia.innala@kuntaliitto.fi 67 Vesitalous 4/2024. Tutkimustiedon mukaan etenkin tiheiden rakennuskeskittymien hulevedet saattavat sisältää monenlaisia haitta-aineita. Tämä tarkoittaa hallintarakenteita, joihin johtuu vesiä esim. Uutena asiana ainakin itselleni työpajassa tuotiin esille tarve tuottaa helppoa ja napakkaa ohjeistusta myös luottamushenkilöille kunnissa tehtävän päätöksenteon pohjaksi. Samassa yhteydessä työpajassa keskusteltiin muun muassa käynnissä olevista lainsäädännön muutoksista, joiden vuoksi lainsäädäntöön liittyviä osia ei voida aivan lähiaikoina päivittää. Hulevesien hallinta tulee nähdä tärkeänä osana yhdyskuntasuunnittelua. Samalla on todettava, että opas, vaikkakin sen lainsäädännön soveltamiseen liittyvät osat on päivitetty vuonna 2017 ja laadun hallintaa koskevaan lukuun liittyen on julkaistu uusi erillinen opas vuonna 2023, alkaa olla auttamattomasti kokonaisvaltaisen päivityksen tarpeessa. Hulevesien hallintaa edistäisi monipuolinen aiheeseen perehdyttävä opasaineisto H ulevesien hallinta nousee yhä keskeisemmäksi osaksi yhdyskuntasuunnittelua, kun suunnittelussa ja toteutuksessa on otettava huomioon sekä ilmastonmuutoksen aiheuttamat monenlaiset vaikutukset että vesistöjen hyvän tilan säilyttämisen tavoitteet. Usein laadunhallinta on tehokkainta, kun se toteutetaan hajautetusti ja kohdentaen osavaluma-aluekohtaisesti. Niissä tulee pohtia toimenpiteitä viemäriylivuotojen hillinnän lisäksi likaantuneiden hulevesien aiheuttaman kuormituksen hallintaan. Apuna tässä voisivat toimia erilaiset ohjeet ja oppaat, joiden tarkoituksena on auttaa tiedon jakamisessa laajemmin asiasta kiinnostuneille. ilmastonmuutoksen vaikutusten parempi huomioon ottaminen mm. Hyvällä hulevesien hallinnalla voidaan parhaimmillaan vaikuttaa useisiin elinympäristöä parantaviin tekijöihin, kuten mm. Esille nousivat mm. Moninaisten tavoitteiden saavuttamiseksi tarvitaan hyviä ohjeita ja oppaita toimijoiden avuksi. Tällöin eri aihepiirien päivityksetkin olisi nykyistä helpompi toteuttaa aina tarpeen mukaan porrastaen. Jatkossa joudumme kiinnittämään määrän ohella erityistä huomiota tiiviiden keskusta-alueiden likaisten hulevesien laatuun. Kuntaliiton verkkosivuille tulisi muodostaa avoimeen käyttöön tarkoitettu opassivusto, josta tietoa voisi hakea tarpeen mukaan. Mutta miten voidaan saavuttaa hyvä hallintataso. Usein tällöin korostuvat erityisesti erilaiset luonnonmukaiset hallintamenetelmät. Lisäksi EU:ssa syksyllä 2024 hyväksyttäneen uusi yhdyskuntajätevesidirektiivi, joka velvoittaa kuntia ja vesihuoltolaitoksia laatimaan kokonaisvaltaisia yhdyskuntajätevesien hallintasuunnitelmia. Myös noin 300-sivuisen oppaan julkaisutapa yhtenä kokonaisena pdf-tiiliskivenä alkaa olla vanhentunut ja on osin toiminut myös päivitettävyyden esteenä. Mikäli hallintatoimet ovat menneet pieleen, saadaan aikaiseksi vain itkua, porua ja syyttelyä eri osapuolten välillä ja/tai haittavaikutuksia luonnolle, ihmisille ja rakenteille. Hulevesi voi parhaimmillaan olla hieno resurssi, jos sitä hallitaan oikein. pitää yllä tai parantaa luonnon monimuotoisuutta, vaikuttaa ilmanlaatuun, vähentää tulvimista ja luoda virkistysmahdollisuuksia. Tämä taasen lisää myös ohjeistuksen tarvetta. Jatkossa noin vuonna 2026 annettaneen hallituksen esitys yhdyskuntarakentamislaista, jonne myös hulevesiä koskeva sääntely sijoittunee. Joten ei kai tässä auta kuin tarttua tuumasta toimeen, kääriä hihat ja alkaa valmistella oppaan päivitysprojektia. Sen suosiota todistaa sekin, että vielä 11 vuotta julkaisemisen jälkeen vuonna 2023 opas on ollut Kuntaliiton kolmanneksi ladatuin julkaisu. Samaa näkemystä esitettiin myös vuoden 2024 Hulevesiseminaarin ohjeistusta koskeneessa työpajassa, jossa käytiin läpi oppaan erilaisia päivitystarpeita eri käyttäjänäkökulmista. Kuntaliiton vuoden 2012 Hulevesiopas on toiminut yhtenä tällaisena, varsin suosittuna apuvälineenä. yhdeltä pihalta, yhdeltä kadulta, yhdestä korttelista tai muutaman hehtaarin alueelta. Se haastaa ajatteluja toimintatapamme ja valitettavasti aiheuttanee myös kustannuksia. Hulevesioppaan rakenteesta työpajassa tuumittiin yhteisesti, että opas voisi olla järkevää pilkkoa osiin. Näyttääkin siltä, että ymmärryksen kasvaminen hulevesistä johtanee tulevaisuudessa jonkinlaiseen lisäsääntelyyn. mitoituksessa ja sademäärien arvioinnissa, hulevesien monitoiminnallisuus, tarve painottaa luonnonmukaisia ratkaisuja ja lisätä sinivihreää ympäristöä, lisätä tietoa mallinnuksesta ja infran omaisuudenhallinnasta sekä työmaavesien hallinnan tärkeys