OHJEEN SISÄLTÖ
Hulevesien hallinnan yleiset periaatteet
Hulevesien hallinnan suunnittelu
Hulevesien laatu ja ympäristövaikutukset
Hulevesien hallintamenetelmät ja niiden mitoitus
Hulevesikasvillisuus
Kasvualustat ja katteet
Hulevesijärjestelmien ylläpito
Hulevesien hallinnan lainsäädäntö, vastuut ja velvoitteet
Uuden Vesihuoltolain (1.9.2014) mukaan hulevesien hallinnasta vastaa kunta. Kunnan tehtävät hulevesien hallinnassa määräytyvät maankäyttö- ja rakennuslain perusteella ja kunnalla on mahdollisuus järjestää hulevesiviemäröinti vesihuoltolaitoksen palvelujen avulla.
Hulevesien hallinnan ohjausta varten on kunnan hyvä laatia hulevesiohjelma, joka sitoo kunnan eri hallintokunnan yhteisiin pitkäaikaisiin tavoitteisiin ja päämääriin. Hulevesiohjelma vahvistetaan kunnan poliittisissa päätöksenteko-organisaatioissa (lautakunta, hallitus tai valtuusto).
Hulevesiohjelmia ja strategioita on useissa kunnassa, ja hulevesien hallinnan käytännöt ovat selkeytyneet. Monessa kunnassa hulevesiohjelmien päivittäminen olisi kuitenkin jo ajankohtaista. Nykyisin hulevesien hallinnassa ja hulevesiohjelmissa pyritään näkemään vesi resurssina eikä pelkästään haittana tai riskinä. Hulevedet hallitaan pääsääntöisesti syntypaikallaan. Kasvillisuutta ja hulevettä hyödyntävät siniviherrakenteet toimivat kokonaisvaltaisesti kaupunkien ekologiaa ja viihtyvyyttä edistävinä elementteinä. Ilmastonmuutokseen sopeutumisessa ne vähentävät ilmastoääriolosuhteiden haittoja infralle, kuten tulvia ja lämpösaarekevaikutusta.
Maankäyttö- ja rakennuslaissa 13a luvussa (682/2014) on hulevesien hallintaa koskevia erityisiä säännöksiä. Kohdassa 103 c on esitetty yleisiä tavoitteita, jossa on tavoitteena hulevesien hallinnan kehittäminen erityisesti asemakaava-alueilla. Hulevesien hallinnassa ensisijaisesti vedet pyritään imeyttämään ja viivyttämään syntypaikallaan. Tämän lisäksi tulee ehkäistä ympäristölle ja kiinteistölle aiheutuvia haittoja ja vahinkoja sekä edistää luopumista hulevesien johtamisesta jätevesiviemäriin.
Hulevesien hallinnan suunnittelu kaavoituksen yhteydessä
Hulevesien hallinnan suunnittelu tulee huomioida kaikissa kaavoitusvaiheessa. Eri kaavoitusvaiheissa tehdään kaavatasoon sopiva hulevesien hallinnan kokonaissuunnitelmat, alla olevassa taulukossa 1 (Kuntaliiton hulevesiopas 2012) on esitetty eri hulevesisuunnitelmat kaavoitusvaiheen mukaisesti. Tarkempaa tietoa löytyy Kuntaliiton Hulevesioppaasta 2012 ja RT-kortista RT 89-11196.
Kaavoitusvaiheessa on tärkeää määrittää valuma-alueen tavoitteet hulevesien hallintaan ja selvittää mm. luontaiset tulva-alueet ja virtausreitit. Lisäksi tulisi katsoa hulevesirakenteiden alustava sijoittelu ja kokoluokka perustuen hulevesiverkostoon ja virtausreitteihin sekä valuma-alueeseen, jotta hulevesien hallintaan on varattu tila oikeaan paikkaan eivätkä ne päädy suoraan vesistöihin. Valuma-aluekohtaiset tavoitteet auttavat määrittelemään rakenteiden tasoa (laadun vai määränhallinta, kuinka kaukana vesistöstä jne). Mahdollisimman hyvin ympäristöönsä soveltuva rakenne on usein kustannustehokkain ja vaatii vähemmän kunnossapitoa.
Taajamahydrologia ja hulevesien määrään vaikuttavat tekijät ja mitoitus
Maankäytön laajentuessa ja tiivistyessä läpäisemättömien päällysteiden pinta-alat kasvavat, mikä lisää hulevesien määrää. Lisäksi sademäärien on ennustettu kasvavan ja tällä hetkellä keskimääräinen kasvuennuste vuosisadan vaihteeseen on +20%. Huomioitava on myös, että valumakertoimet kasvavat sateen intensiteetin kasvaessa. Tämä merkitsee sitä, että suunnittelussa on kiinnitettävä erityistä huomiota hulevesien hallintaan, koska nykyisten hulevesiverkostojen kapasiteetit eivät riitä lisääntyville hulevesimäärille, putkien kapasiteettimitoituksena on käytetty tyypillisesti 125…150 l/s*ha 10 minuuttia, joka vastaa 20% ennuste huomioiden 2-3 vuoden sateen toistuvuutta. Toistuvuudeltaan 5 vuoden sateella olisi mitoitussade tulevaisuudessa 180 l/s/ha. Lisäksi monissa kaupungeissa keskusta-alueilla on vielä sekavesiverkostoja. Hulevesien johtaminen sekavesiviemäriin on ongelmallista erityisesti tulvatilanteissa, sillä jätevesijärjestelmän ylikuormittuessa joudutaan jätevesiä ohjamaan ylivuotona puhdistamattomina vesistöihin. Katusuunnittelussa on pyrittävä löytämään ratkaisuja, joilla vähennetään hulevesien määrää ja leikataan hulevesivirtaamia ja vähennetään erityisesti hetkellisiä virtaamapiikkejä. Hulevesiä viivyttämällä ja suodattamalla vähennetään kaupungistumisen vaikutuksia vastaanottavaan vesistöön ja tasataan vesistöihin tulevaa virtaamaa.
Alla olevassa taulukossa 1 on valumakertoimia (Kuntaliiton hulevesiopas)
Taulukko 1
Huomioitavaa valumakertoimien määrittelyssä kaupunki- ja katualueilla on, että sateen rankkuuden kasvaessa valumakertoimet kasvavat kaikilla eri pinnoilla ja erittäin rankoilla sateilla (Sillanpää, 2013) kerroin on 1 tai lähellä sitä.
Koska katusuunnitteluvaiheessa mahdollisuudet hulevesien hallintaan ovat rajalliset, tulee asiaan kiinnittää huomioita jo kaavoitusvaiheessa, jossa tulisi määritellä myös katuhulevesien hallinnalle sopivia alueita.
Tulvareitit
Lisäksi katusuunnittelussa on huomioitava tulvareitti, jolla varaudutaan harvoin toistuviin sateisiin. Harvoin toistuvilla rankkasateilla hulevesiverkoston kapasiteetti ei riitä, jolloin hulevesi nousee kadun pinnalle ja johtuu katua alaspäin. Lähtökohtaisesti tulvareitit pitäisi saada kulkemaan katualeilla katujen pinnoilla huomioimalla ne tasauksissa. Tulvaviemäreitä käytetään tilanteissa, joissa tulvareittejä ei saada johtumaan pintavaluntana hallitusti purkupisteeseen, katujen ja alueiden alataitteissa on varmistettava ritiläkaivojen kansien riittävä kapasiteetti. Tulvareitin suunnittelussa tavoitteena on johtaa tulvivia hulevesiä eteenpäin siten, että ne aiheuttavat mahdollisimman vähän vaurioita. Hulevesiohjelmassa tulisi määritellä eri alueille tulvareittien mitoitusperusteet, jotka perustuvat esim. alueella olevien kohteiden merkittävyyteen (omakotitalo vs. sairaala – 1/20v-1/100v). Jo rakennetuilla alueilla hallitun tulvareitin suunnittelu kadun saneeraushankkeen yhteydessä voi vaatia merkittäviä investointeja.
Hulevesien laadun hallinta
Hulevesien laadunhallinnan tarpeet riippuvat valuma-alueen maankäytöstä kokonaisuutena sekä vastaanottavasta vesistöstä. Herkkien pienvesien valuma-alueilla hulevesien laadun hallinta on erityisen tärkeää. Katualueella muodostuvat hulevedet ovat laadultaan välttäviä tai erittäin huonoja (lähde Liikennevirasto selvitys Maanteiden hulevesien laatu 12-2013). Katuvesien laatu on riippuvainen kadun liikennemäärästä ja raskaan liikenteen osuudesta. Liikenteestä kulkeutuu hulevesiin erityisesti metalleja, orgaanista aineista, PAH-yhdisteitä, öljyä, kiintoainesta, typpeä ja rikkiä (Airola et. al. 2014). Etenkin nastarenkaiden käyttöönottovaiheessa loka-marraskuussa hulevesien laatu on huono tai erittäin huono. Tämän takia katualueen, etenkin ajoradan, hulevesien laadullinen hallinta on tärkeää.
Hulevesikuormitusta vähentävien laadun hallintatoimenpiteiden mitoituksessa keskikokoisten sadetapahtumien hallinta on havaittu suositeltavaksi, sillä ne muodostavat merkittävän osan hulevesien määrästä ja kuormituksesta (Tuomela 2017). Joissain tutkimuksissa on katsottu ensihuuhtouman käsittely riittäväksi, mutta siitä on myös ristiriitaisia tuloksia. Hyvällä laadullisella hallinnalla voidaan vaikuttaa ainakin PAH-yhdisteiden, lyijyn ja kokonaisfosforin määriin (lähde Liikennevirasto selvitys Maanteiden hulevesien laatu 12-2013). Suodattamalla päästään Liikenneviraston selvityksen perusteella jopa 80% tehokkuuteen. Erilaisista suodatusmateriaaleista ja niiden kyvystä pidättää haitta-aineita on kerrottu tarkemmin seuraavissa kappaleissa. Alla kuitenkin esimerkkejä Liikenneviraston selvityksestä.
Alla on neljä näytetulosta Maanteiden hulevesien laatuhankkeesta (Liikenneviraston tutkimuksia ja selvityksiä 12/2013), mittauskohde Kehä I.
Ongelmallisia laadullisen hallinnan kannalta ovat loppuvuoden kuukaudet, sillä esim. nastarenkaiden käyttöönotto osuu aikaan, jolloin kasvukausi on ohi. Katuhulevesien laadullisessa käsittelyssä suositellaankin erilaisia suodattavia rakenteita.
Maanteiden hulevesien laatututkimuksessa testattiin myös vesinäytteiden suodatuksia, alla muutamia tuloksia.
Nykyisin hulevesikuormituksessa on alettu huomioida myös mikromuovit. Tutkimus ja tieto niistä kehittyy jatkuvasti (esim. Talvitie 2018). Mikromuovia syntyy autonrenkaista, teiden maalipinnoista, kuten myös yleisen roskaamisen vuoksi muovituotteista. Muovi hajoaa koko ajan pienempiin osiin ja päätyy vesistöihin hulevesien mukana. Mikromuovia on kuitenkin havaittu jäävän biosuodattimiin samoin kuin muitakin partikkeleita (esim. Kuoppamäki 2018). Jatkossa hulevesirakenteissa voidaan huomioida myös mikromuovien kertyminen rakenteeseen. Mikromuoveista ja niiden päästölähteistä on kirjoitettu erikseen tarkemmin kappaleessa 6.4 Mikro- ja makroroskat.
Hallinnan keinot
Katualueiden hulevesiä voidaan käsitellä joko kadun osavaluma-alueittain tai erilaisilla kokoavilla ratkaisuilla, joihin vesiä tulee myös katualuetta laajemmalta alueelta.
Katualueen hulevesien hallinnassa tavoitteena on, että koko katuvaluma-alueelta vesi johdetaan suoraan biosuodatukseen esim. jokaisen ritiläkaivon kohdalta kitakaivojen kautta tai pintavaluntana. Ritiläkaivoja on keskimäärin 30 – 50 m välein. Kadulla muodostuvien hulevesien valuma-alueen koko pyritään pitämään muutaman ritiläkaivoalueen kokoisena, jolloin hulevedet voidaan johtaa kohtuullisen kokoisiin hulevesien hallinta-alueisiin (suodattimet tms.). Huleveden hallintarakenteet mitoitetaan valuma-alueen koon perusteella. Rakennetussa ympäristössä nämä alueet joudutaan sovittamaan katualueelle katurakenteen ja muun tekniikan yhteyteen. Tämän takia tulee suosia pienimuotoisia hallinta-alueita tilanpuutteen takia.
Suodattaminen
Hulevesien suodattuessa maakerrosten läpi vesien sisältämä kiintoaines pidättyy suodatinkerrokseen, joka koostuu esimerkiksi hiekasta tai sorasta. Kiintoaineeseen on yleensä kiinnittynyt ravinteita, PAH-yhdisteitä ja raskasmetalleja sekä muita haitta-aineita. Kun suodattimessa on lisäksi kasvillisuutta, puhutaan biosuodatuksesta.
Erilaisten suodatinmateriaalien kykyä pidättää haitta-aineita ja ravinteita on tutkittu VTT:n Stormfilter-projektissa (Holt et al. 2018). Tutkimuksissa oli mm. hiekkaa, kevytsoraa, turvetta ja biohiiltä. Lähes kaikki eri suodatinmateriaalit pidättivät hyvin kuparia, lyijyä ja sinkkiä sekä fosforia. Stormfilter-hankkeessa havaittiin myös, että eri biohiililajeilla on eroja mm. kyvyssä pidättää fosforia, sillä toisen pidättäessä fosforia toinen laji vapautti sitä. Biohiiltä käytettäessä tulee laatuvaatimukset myös miettiä tarkkaan. Biohiili voi parantaa erityistesti typen poistoa tienvarsisuodattimilla tehtyjen kokeiden perusteella (Assmuth, E.). Kasvittomat suodattimet eivät kuitenkaan vaikuta pidättävän kloridia tai sulfaattia (Holt et al. 2018, Assmuth, E. 2018, Leinonen, M. 2017). Erilaisten materiaalien käytöstä suodatinrakenteissa tarvitaan kuitenkin lisää tietoa Suomen oloissa ja käytännön kokemuksia.
Biosuodatusrakenteet
Biosuodatusmenetelmässä katuhulevedet johdetaan katualueen erotuskaistojen yhteyteen rakennettuihin biosuodatusrakenteisiin, jossa erilaiset rakenteen maa-ainekseen ja sen mikrobistoon sekä rakenteen kasvillisuuteen liittyvät prosessit viivyttävät, vähentävät ja suodattavat hulevesiä. Biosuodatuksella voidaan pienentää hulevesivaluntaa ja valuntahuippuja. Huleveden laatuun biosuodatus vaikuttaa mm. sitomalla ravinteita ja lika-aineita maakerroksiin, muuntamalla aineita toiseen muotoon sekä vähentämällä aineita rakenteen mikrobiston ja kasvillisuuden avulla. Biosuodatusrakenteet pidättävät myös veteen liuenneita aineita (mm. Valtanen et al. 2017). Biosuodatusrakenteista on vähän pitkää tutkimus- ja käytännöntietoa (esim. Kasvio et al. 2016), mutta tutkimustietoa Suomen olosuhteisiin on tullut viime vuosina merkittävästi lisää (esim. Tahvonen 2018) yhtä lailla kuin käytännön kokemuksia jo rakennetuista kohteista. Alla olevassa kuvassa Y on malli biosuodattimesta:
Rakenneosa | Kuvaus |
kasvillisuus | Monipuolinen katutilaan ja kaupunkikuvaan sopiva kasvillisuus, joka menestyy rakenteen vaihtelevissa olosuhteissa. Kasvit vähentävät ja puhdistavat hulevettä ja kasvien juuret pitävät osaltaan yllä rakenteen vedenläpäisevyyttä. |
lammikoitumistila | Varastoi rakenteessa hallittavaa hulevettä lyhytaikaisesti ennen veden suotautumista maakerroksiin. |
ylivuoto | Johtaa rakenteen mitoituksen ylittävän hulevesimäärän rakenteen ohi eteenpäin huleveden hallintajärjestelmässä. |
kasvu- ja suodatuskerros | Kerroksen tehtävän on mahdollistaa huleveden suotautumisnopeus, joka palvelee sekä huleveden määrän- että laadunhallintaa. Samalla kerroksen tulee tarjota kasvumahdollisuudet elinvoimaiselle kasvillisuudelle. |
siirtymäkerros | Maakerroksen tarkoituksena on rakenteellisesti vaihettaa kasvu- ja suodatuskerros salaojakerrokseksi. |
salaojakerros | Johtaa rakenteen läpi suotautuneen veden eteenpäin huleveden hallintajärjestelmässä. Suotautunutta hulevettä voidaan imeyttää pohjamaahan, mikäli imeyttämisen edellytykset täyttyvät. Rakenne voidaan myös eristää pohjamaasta esimerkiksi bentoniittimatolla ja johtaa suotautunut hulevesi salaojan kautta eteenpäin hallintaketjussa. |
Kasvillisuuden juuristo ylläpitää rakenteen huokoisuutta ja vedenjohtavuutta. Biosuodatusrakenne säilyy talvikaudella varmemmin toimintakykyisenä, kun rakenteen kasvu- ja suodatuskerroksen vedenjohtavuus on riittävän suuri ja rakenteen pohjaosassa ei ole vedellä kyllästynyttä kerrosta. Tällöin rakenne routaantuu huokoisesti eikä roudasta muodostu läpäisemätöntä kerrosta maarakenteeseen. Huleveden laatuun vaikuttavista prosesseista rakenteessa voivat siten toimia talvikaudellakin erityisesti kiintoaineen pidättymiseen liittyvät prosessit. Sen sijaan kasvillisuuteen perustuvat prosessit ja siten mm. ravinteiden pidättyminen, on talvikaudella kasvukautta vähäisempää.
Biosuodatusrakenne voidaan vaihtoehtoisesti tehdä myös biohiileen (tai lecasoran, tms. huokoiseen, vettä varastoivan materiaalin) perustuvana. Siinä perinteinen puiden kantava kasvualusta korvataan biohiilen ja seulotun murskeen/betonimurskan sekoituksella (raekoko seulottu 50-150), biohiilen osuus noin 10-20%. Rakenteessa veden suotautuminen toimii hyvin ja biohiili sitoo ravinteita ja haitta-aineita.
Ao. kuvissa on esitetty periaatepoikkileikkaus ja muutamia toteutuskuvia,
Erilaisia tapoja johtaa hulevesiä suodattimeen:
Kuvaotteet julkaisuista: Björn Embren (2015) ja Stockholm stad (2009)
Viivyttäminen
Katujen viherpainanteissa voidaan viivyttää hulevesiä. Tällöin kaivo on alimmassa kohdassa ylivuotokaivona, painanteen pohjaa korkeammalla, jotta jää viivytys- ja lammikoitustilavuutta.
Viivytyksessä käytetään myös suuria putkia, joiden virtausta rajoitetaan.
Hulevesiverkostosta voidaan johtaa vesiä esimerkiksi hulevesikasetteihin, jotka ovat riittävän kaukana kadusta esim. puistoalueella, jossa on mahdollistaa imeyttää vesiä. Kasetteja ei voi laittaa kadun läheisyyteen, jotta vedet eivät suotaudu kadun rakennekerroksiin tai viereisten rakennusten perustuksiin. Imeyttämiseen vaikuttavat maanperän laatu ja pohjavedenpinnan taso. Pohjavesialueella voidaan imeyttää vain puhtaita vesiä.
Läpäisevät päällysteet
Läpäisevällä päällysteellä tarkoitetaan rakennetun ympäristön päällysterakennetta, jossa pintamateriaali läpäisee hulevettä ja pintamateriaalin alla olevat rakennekerrokset on suunniteltu kulkualustan kuormitusvaatimusten ohella myös hallittuun huleveden ohjaamiseen ja viivyttämiseen sekä mahdollisuuksien mukaan veden imeyttämiseen pohjamaahan. Läpäisevien päällysteiden tulee siten täyttää sekä alueen käytölle että huleveden hallinnalle asetetut vaatimukset.
Pintamateriaalien alla olevien rakennekerrosten (kantava kerros ja jakava kerros) tulee täyttää sekä alueen käyttöön perustuvat kantavuusvaatimukset että kyetä johtamaan ja viivyttämään hulevettä hallintatavoitteiden mukaisesti. Käytännössä rakennekerrosten materiaalien tulee olla karkearakeisia murskeita, joissa ei ole mukana hienoainesta.
Rakenteen pohjaosassa olevan ns. vettä viivyttävän kerroksen huokostilavuus täyttyy hetkellisesti rakenteen mitoitussadetta vastaavissa sadetapahtumissa. Viivyttävä kerros voi olla osa jakavaa kerrosta tai kerroksen alapuolinen pengertäyttö. Vettä viivyttävästä kerroksesta veden voidaan antaa imeytyä joko kokonaan tai osittain pohjamaahan, mikäli imeyttämisen edellytykset täyttyvät. Rakenne on tällöin ns. avoin järjestelmä. Mikäli imeytymistä ei sallita ja rakenne on eristetty pohjamaasta kalvolla, puhutaan suljetusta järjestelmästä. Tällöin suotautunut vesi ohjataan kokonaan salaojan avulla eteenpäin huleveden hallintajärjestelmässä. (Kling ym. 2015)
Läpäisevät päällysteet tukkeutuvat helposti mm. hiekoitushiekasta sekä pintavalunnan mukana kulkeutuvasta hienoaineksesta. Läpäiseviä päällysteitä ei siten kannata käyttää runsaasti hiekoitettavilla kulkuväylillä eikä alueilla, jonne valuu laajalti hulevettä ympäröiviltä alueilta. Lisäksi läpäisevät päällysteet ovat kulutuskestävyydeltään tavallisia päällysteitä heikompia, joten ne eivät myöskään sovellu kohteisiin, joissa on runsaasti pintamateriaalia kuluttavaa raskasta liikennettä.
Läpäiseviä päällysteitä ei tule käyttää, mikäli hulevedet sisältävät runsaasti epäpuhtauksia tai kemikaaleja ja rakenteen läpi suotautuvasta vedestä aiheutuu maaperän tai pohjaveden pilaantumisriski.
Huleveden hallinnan osalta käyttökohteet on valittava ja huleveden hallintaketju suunniteltava siten, että rakenteen läpi suotautuvasta vedestä ei aiheudu riskiä maanalaisille rakenteille, kuten rakennusten tai rakenteiden perustuksille tai teknisille järjestelmille.
Kaupunkirakenteessa tärkeitä huomioon otettavia seikkoja materiaali- ja rakennevalinnoissa ovat myös rakenteiden ylläpito ja rakenteiden korjauskelpoisuus. Läpäisevien päällysteiden sijoittamisessa on otettava huomioon, että läpäisevien päällysteiden säilyminen toimintakykyisenä edellyttää tavallisesta ylläpidosta poikkeavia pintamateriaalin hoitotöitä. Läpäisevää päällystettä on myös voitava korjata katukunnostustöissä ja se on voitava muulloinkin avata ja asentaa uudelleen kaupunkialueilla yleisissä erilaisia teknisiä järjestelmiä huoltavissa kaivutöissä.
Läpäisevän rakenteen peruspiirteet, hyvin vettä johtavat rakennekerrokset sekä pohjaosan salaojitus, turvaavat hyvin rakenteen talvikauden toimintakykyä. Läpäisevien päällysteiden talvitoimivuuden ja rakenteiden kestävyyden turvaamiseksi talviolosuhteet on kuitenkin otettava huomioon routamitoituksessa sekä päällysteiden talvikunnossapidossa. Esimerkiksi salaojaputkien kaltevuuksien suunnittelussa tulee ottaa huomioon mahdollinen routanousu. Talvikunnossapidossa tulee puolestaan huolehtia mm. siitä, että hulevesi ohjautuu läpäisevältä päällysteeltä pois tilanteissa, joissa päällyste ei vaikkapa tukkeutumisen tai jäänmuodostuksen takia läpäise tavanomaiseen tapaan vettä. Myös talvikunnossapidon käytännöissä on eroa tavanomaisiin päällysteisiin verrattuna. Läpäisevillä päällysteillä tulisi välttää suolausta ja käyttää hiekoitusmateriaalina karkearakeista materiaalia, jossa on vain vähän hienoja jakeita. Mikäli läpäisevä päällyste tukkeutuu, se voidaan puhdistaa esimerkiksi imulakaisuautolla, jossa on painepesua ja alipaineimua hyödyntävä pesulaitteisto.
Tarkempaa tietoa läpäisevän päällysteen suunnittelusta, rakentamisesta ja ylläpidosta löytyy VTT:n julkaisusta Vettä läpäisevät päällysteet, VTT Technology 201.
Kasvillisuuden merkitys
Katuympäristössä kasvillisuudella on monia tehtäviä. Kasvillisuus jäsentää katutilaa ja pehmentää sekä vehreyttää sitä. Kasvillisuus myös sitoo pölyä ja vaikuttaa katutilan pienilmastoon. Hulevesirakenteessa, esimerkiksi biosuodatusrakenteessa, kasvillisuudella on tämän ohella myös muita tehtäviä. Kasvillisuus vähentää huleveden määrää, sitoo hulevedestä lika-aineita ja ravinteita ja kasvillisuuden juuristo ylläpitää rakenteen vedenläpäisevyyttä. Lisäksi peittävä kasvillisuus suojaa hulevesirakenteen pintaa vedenjohtavuutta heikentävältä liettymiseltä ja kuorettumiselta.
RT-kortti “Hulevesirakenteiden kasvillisuus, RT 103007” sisältää tietoa hulevesirakenteiden kasvillisuuden merkityksestä, kasvillisuusrakenteista ja kasvilajivalinnasta.
Kasvillisuus erilaisissa hulevesirakenteissa
Katuympäristö on kasveille vaativa kasvupaikka. Kasvien tulee kestää erilaista mekaanista ja kemiallista rasitusta, kuten oksien leikkausta, lumikuormaa ja liukkaudentorjunnassa käytettyä suolaa. Huleveden hallintarakenteessa kasvillisuuden tulee lisäksi kestää rakenteen vaihtelevia ilma- ja kosteusoloja. Hetkellisesti rakenne on runsaan sateen jälkeen kyllästynyt vedellä mutta jo parin päivän kuluttua pääosa vedestä on suotautunut rakenteen läpi. Kasvilajiston valinnassa tulee lisäksi ottaa huomioon, että ravinteisuudeltaan biosuodatusrakenteen kasvualusta on korkeintaan keskiravinteinen.
Kasvuolosuhteet biosuodatusrakenteessa vaihtelevat myös rakenteen eri osissa. Painannemaisessa lammikoitumistilassa kosteusvaihtelu on suurta, mutta rakenteen reunaosissa kasvuolot ovat melko lähellä tavanomaisia katualueiden istutusalueiden kasvuolosuhteita.
Luonnonvarakeskus (Juhanoja ja Tuhkanen (toim.), 2019) on tarkastellut tutkimusprojektissa hulevesialueiden kasveja ja kasvualustoja. Projektin loppuraportissa on esitelty kattavasti ja monipuolisesti hulevesirakenteissa käytettyjä kasvilajeja ja lajiston menestymistä sekä tarkasteltu hulevesirakenteisiin sopivia kasvualustoja ja biohiilen merkitystä rakenteen toimintaan. Julkaisussa on esitelty 18 hyväkasvuista ja hulevesirakenteisiin suositeltavaa peruslajia sekä 8 näitä täydentävää lajia. Raportissa esitellään myös hulevesirakenteissa voimakkaasti leviäviä lajeja, joiden käyttö tulee harkita huolellisesti. Lisäksi esitellään vesiympäristön haitallisia vieraslajeja. Usein erityisesti luonnonmukaisemmissa huleveden hallintarakenteissa istutettavaa lajistoa täydentää luontaisesti leviävä kasvilajisto ja lajistoa voidaan myös täydentää ja monipuolistaa kylvölajeilla.
Juhanoja ja Tuhkanen (toim.) (2019) esittelemiä suositeltuja märässä tai kosteassa maassa viihtyviä istutettavia ruohovartisia peruslajeja ovat mm. kookkaat saralajit esimerkiksi pullosara Carex rostrata, keltakurjenmiekka Iris pseudacorus, ranta-alpi Lysimachia vulgaris, rantakukka Lythrum salicaria, röyhyvihvilä Juncus effusus ja keräpäävihvilä Juncus conglomeratus, suovehka Calla palustris. Täydentäviä istutettavia lajeja ovat esimerkiksi jänönsara Carex ovalis, luhtalemmikki Myosotis scorpioides, niittykullero Trollius europaeus, rantatädyke Veronica longifolia ja siniheinä Molinia caerulea.
Biosuodatusrakenteen lammikoitumistilan kasvuolosuhteisiin sopivia lajeja voivat olla Hämeen ammattikorkeakoulun kasvikokeiden perusteella mm. tervaleppä Alnus glutinosa, hieskoivu Betula pubescens, rantakukka Lythrum salicaria, keltakurjenmiekka Iris pseudacorus ja kääpiöpunapaju Salix purpurea ’Gracilis’ (http://www.hamk.fi/tyoelamalle/hankkeet/kim/Sivut/default.aspx).
Biosuodatusrakenteen kasvillisuuden hoidossa voidaan pääosin soveltaa tavanomaisia kasvillisuuden hoidosta annettuja hoito-ohjeita. Kuitenkin kasvillisuuden lannoituksen osalta biosuodatusrakenteissa suositaan pitkävaikutteisia ja orgaanisia lannoitteita esimerkiksi kompostia ja hyödynnetään myös ravinteiden sisäistä, kasvibiomassaan maatumiseen perustuvaa, kiertoa. Toisaalta harventamalla lehtibiomassaa ja poistamalla rakenteesta sinne kertynyttä orgaanista ainesta sekä erityisesti kiintoainesta voidaan myös tarvittaessa vähentää rakenteesta sinne kertyneitä epäpuhtauksia ja ravinteita.
Biosuodatusrakenteen lammikoitumistilaan voi muodostua kiintoaineen kertymisen, liettymisen ja kuorettumisen kautta huonosti vettä läpäisevä ja kasvillisuuden menestymistä heikentävä kuorikerros, jonka poistamistarvetta on syytä erikseen tarkkailla. Tavallisesti biosuodatusrakenteen tulisi tyhjentyä näkyvästä vedestä 48 tunnin aikana. Mikäli vesi seisoo rakenteessa toistuvasti yli kolme vuorokautta, on lammikoitumistilan vedenläpäisevyyttä syytä parantaa hoitotoimilla.
Kasvualustat
Kasvualustan ominaisuuksista huleveden laatuun vaikuttavat mm. kasvualustan paksuus, lajitekoostumus ja lajitteiden kemialliset ominaisuudet, orgaanisen aineksen määrä ja laatu sekä happamuus, kosteus, lämpötila ja mikrobitoiminta.
Kivennäismaalajitteet vaikuttavat eri tavoin biosuodatusrakenteen toimintaan (taulukko 2). Kuvassa 2 on puolestaan esimerkki biosuodatusrakenteen kasvu- ja suodatuskerrokseen soveltuvasta kivennäisaineksen raekokojakaumasta.
Taulukko 2
Lajite | merkitys |
saves alle 0,002 mm | savesta tarvitaan vähän (n. 5 %) mm. kasvualustan mururakenteen muodostumisen sekä ravinteiden pidätyskyvyn vuoksi |
hiesu 0,002-0,02 mm | ei suosita biosuodatuksen kasvu- ja suodatuskerroksessa, koska hiesulla on huonoja ominaisuuksia vesienhallinnan ja kasvualustan näkökulmasta |
hieno hieta 0,02-0,06 mm | vaikuttaa vedenpidätyskykyyn ja routaantumiseen; lajitteella on jonkin verran juoksuominaisuuksia; pidättää kohtalaisesti ravinteita; tarvitaan jonkin verran (n. 10-(15) %) |
karkea hieta 0,06-0,2 mm | lajite on kuohkeaa, läpäisee hyvin vettä eikä kuoretu; karkeaa hietaa kannattaa jopa suosia biosuodatuksen kasvu- ja suodatuskerroksessa (n. 25 %) |
hiekka 0,2-2 mm | hiekka johtaa hyvin vettä, mutta toisaalta kuivattaa kasvualustaa; hiekka vaikuttaa myös kasvu- ja suodatuskerroksen lämpötalouteen; etenkin hienoa hiekkaa (0,2-0,6 mm) kannattaa suosia (n. 30%); karkeaa hiekkaa (n. 10 %) |
sora yli 2 mm | sora luo rakenteeseen runkorakennetta (n. 10 %) |

Kuva 2. Esimerkki biosuodatusrakenteen kasvu- ja suodatuskerroksen kivennäisaineksen raekokojakaumasta
Kivennäisaineksen ohella kasvu- ja suodatuskerroksessa tarvitaan humuspitoista orgaanista ainesta. Humus on pitkälle maatunutta ja hyvin pysyvää orgaanista ainesta, jolla on monia biosuodatusrakenteen kasvu- ja suodatuskerroksen toimivuutta parantavia ominaisuuksia. Se mm. parantaa kasvu- ja suodatuskerroksen vesi- ja ravinnetaloutta ja rakennetta, edistää rakenteen biologista aktiivisuutta. Humuksen suuri ominaispinta-ala edistää myös hulevedessä olevien epäpuhtauksien pidättymistä kasvu- ja suodatuskerrokseen. Humuspitoista orgaanista ainesta ovat esimerkiksi pitkälle maatunut turve sekä riittävän pitkään kypsynyt komposti. Turpeista pitkälle maatuneet saraturpeet ovat biosuodatusrakenteissa parempia kuin rahkaturpeet, koska rakenteessa tapahtuva voimakas kuivuminen voi muuttaa rahkaturpeet vesipakoisiksi, jolloin ne kostuvat erittäin heikosti uudelleen. Kompostien osalta biosuodatusrakenteessa kannattaa käyttää vain melko vähäravinteisia lehti-oksakomposteja. Lisäksi kompostien osalta on varmistettava, että kompostin haitta-ainepitoisuudet ja taudinaiheuttajien määrät ovat alhaisia ja komposti on kypsää käytettäväksi. Sopiva orgaanisen aineksen määrä kasvu- ja suodatuskerroksessa on n. 6-10 paino-%.
Biosuodatusrakenteen rakennekerroksiin voidaan lisätä esimerkiksi leca-mursketta ja biohiiltä. Näillä molemmilla aineilla on suuri ominaispinta-ala, mikä edistää mm. epäpuhtauksien ja ravinteiden pidättymistä hulevedestä. Leca-murskeella on myös mahdollista keventää kasvualustaa. Biohiilissä on kuitenkin eroja ja esimerkiksi koivubiohiili voi vapauttaa fosforia kun kuusibiohiili puolestaan sitoo sitä. Lisätietoja sekä leca-tuotteiden että biohiilien käytöstä suodattavissa hulevesirakenteissa on saatavilla VTT:n Stormfilter -hankkeen raporteista (https://www.vtt.fi/sites/stormfilter/reports ).Luonnonvarakeskuksen (Juhanoja ja Tuhkanen (toim.), 2019) tutkimusprojektissa on tarkasteltu biohiilen merkitystä kasvipeitteisten huleveden hallintarakenteiden toimintaan. Tutkimuksessa biohiili ylläpiti kasvualustassa korkeampaa ja tasaisempaa kosteustasoa. Tämä parantaa kasvillisuuden menestymisedellytyksiä rakenteessa. Lisäksi biohiili hidasti alkuvalumaa. Valumaveden kokonaismäärää biohiilen ei kuitenkaan todettu vähentävän. Astiakokeen perusteella biohiili sitoo huleveden fosforia ja typpeä ja kasvillisuus puolestaan typpeä, joten biohiiltä sisältävä kasvipeitteinen hulevesirakenne kykenee vähentämään näiden ravinteiden määrää valumavedessä.
Kasvipeitteisissä biosuodatusrakenteissa ei voida käyttää samalla tavalla katteita kuin muilla istutusalueilla. Rakenteeseen johdettava vesi nostaisi tavanomaisen kuorikatteen helposti kellumaan ja tätä kautta kate voisi kulkeutua esimerkiksi ylivuodon kautta pois rakenteesta. Lisäksi biosuodatusrakenteessa suositaan monilajisia istutuksia ja erilaisia perennoja, joiden leviämistä ja peittävyyttä kate voi huonontaa.
Ylläpidon suunnittelu
Hulevesirakenteiden hyvällä ylläpidolla rakenteet säilyvät toiminta- ja suorituskykyisinä mahdollisimman pitkään. Erityisesti rakenteet, joiden on tarkoitus parantaa huleveden laatua, tulee huoltaa säännöllisesti, jotta rakenteisiin kertyneet epäpuhtaudet ja haitta-aineet eivät poikkeustilanteissa huuhtoudu rakenteista ja rakenteet eivät kyllästy tai tukkeudu epäpuhtauksista. Lisäksi ylläpidolla turvataan huleveden hallintarakenteiden monitoiminnallisuutta, esimerkiksi kasvipeitteisen biosuodatusrakenteen toimivuutta katutilan vehreyttäjänä ja tilanjakajana ja läpäisevän päällysteen toimivuutta kulkualustana eri olosuhteissa.
Hulevesirakenteiden ylläpitotoimet ja niiden toistuvuus sekä ajoittuminen, tulisi suunnitella rakenteiden suunnittelun yhteydessä. Tällöin rakennesuunnittelussa tuotettu tieto rakenteiden toimintamekanismeista ja toimintaedellytyksistä saadaan siirrettyä kattavasti sekä rakenteiden toteutus- että ylläpitovaiheeseen. Samalla voidaan hahmottaa rakenteiden elinkaari ja arvioida ylläpidon kustannusvaikutukset.
Kirjoittanut Mervi Kokkila, Johanna Jalonen ja Kimmo Hell
Syyskuu 2002
Lähteet:
Airola, J., Nurmi, P., Pellikka, K. 2014. Huleveden laatu Helsingissä. Helsingin kaupungin ympäristökeskuksen julkaisuja 12/2014.
Assmuth, E. 2018. Performance of Roadside Filtration Systems in the Treatment of Stormwater, diplomityö.
Embren, B. 2015. Trees and stromwater management. The Stockholm solution. http://www.tdag.org.uk/uploads/4/2/8/0/4280686/15.06.22_the_stockholm_system_bjorn_embren.pdf
Holt, E., Koivusalo, H., Korkealaakso, J., Sillanpää, N., Wendling, L. 2018. Filtration Systems for Stormwater Quantity and Quality Management, Guideline for Finnish Implementation, VTT Technology, 338, 95 sivua
Juhanoja, S. & Tuhkanen, E.-M. (toim.). 2019. Luonnonkasvit ja biohiili hulevesien hallinnassa: Loppuraportti hankkeesta: Hulevesialueiden kasvit ja kasvualustat 2015–2019. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 44/2019. Luonnonvarakeskus. Helsinki. 171 s.
Kasvio, P, Ulvi, T., Korkiaho, J., Jormola, J. 2016. Kosteikkojen ja biosuodatusalueiden toimivuus hulevesien käsittelyssä: HULE-hankkeen loppuraportti. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 7/2016.
Kuoppamäki, K. 2018. Biosuodatusrakenteilla puhtaampaa hulevettä. Hulevesien hallinta vesistön ehdoilla -seminaari, 10.10.2018 Vantaa. http://www.vhvsy.fi/files/upload_pdf/8502/Kuoppamäki_hulevesiseminaari.pdf
Laura, I., Kettunen, R., Hell, Kimmo. 2013. Maanteiden hulevesien laatu: Tutkimusraportti. Liikenneviraston tutkimuksia ja selvityksiä. Helsinki. 104 s.
Leinonen, M. 2017. Huleveden hallinta liikennöidyillä alueilla tienvarren suodatusrakenteiden avulla, diplomityö.
Stockholm stad. 2009. Växtbäddar i Stockholm stad. En handbook. 2009.02.23. 83 s. https://foretag.stockholm.se
Talvitie, J. 2018. Wastewater treatment plants as pathways of microlitter to the aquatic environment. Aalto University, Department of Built Environment. Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 86/2018.
Tahvonen, O. 2018. Adapting Bioretention Construction Details to Local Practices in Finland. Sustainability. 10, 276.
Tuomela, C. 2017, Modelling Source Area Contributions of Stormwater Pollutants for Stormwater Quality Management. Diplomityö, Aalto-yliopisto, 39 s.
Valtanen, M., Sillanpää, N., Setälä, H. 2017. A large-scale lysimeter study of stormwater biofiltration under cold climatic conditions, Ecological Engineering, 89-98.
RT 103007 Hulevesirakenteiden kasvillisuus, Lokakuu 2018, 18 s.