Beskyttelse af overfladevandskvaliteten i Lappeenranta, Finland

I Finland er vandkvaliteten i Saimaa-søen nær Lappeenranta i fare på grund af øget nedbør, oversvømmelser og ekstreme vejrforhold som følge af klimaændringer. Oversvømmelsesvand og vand fra smeltende sne transporterer forurenende stoffer (mikroplast, olier og andre kemikalier, næringsstoffer, faste og organiske stoffer) til søen. Næringsstofbelastning forårsager eutrofiering af søen. I tilfælde af at næringsstofforurening fører til en skadelig algeopblomstring, kan drikke eller svømme i det berørte vand forårsage alvorlige sundhedskomplikationer. For eksempel kan svømning på en strand, hvor blågrønne alger er til stede, irritere huden eller forårsage mave (f.eks. kvalme, mavesmerter, diarré, opkastning) eller influenzalignende symptomer (f.eks. løbende næse, hovedpine, øjenirritation, feber). Dette er især problematisk, da Saimaa-søen er en kilde til drikkevand og et rekreativt knudepunkt.

Håndtering af storm- og smeltevand er således centralt for at overvinde disse udfordringer. Det nuværende klimaprogram har mål om at reducere mængden af regnvand og smeltevand i byens regnvand og kloaksystemer. Kommunens plan for håndtering af regnvand beskriver behovet for at tilpasse de nuværende netværk og faciliteter til fremtidige krav og øge byens evne til at bortfiltrere uønskede stoffer fra regnvand og smeltevand.

Udformning af en omfattende plan for bæredygtig regnvandsrensning for Lappeenranta er en kompleks opgave. Byen strækker sig over fem afvandingsområder (Saimaa, Saimaa Kanava, Ruoholampi, Rakkolanjoki og Alajoki). Som alle byer er Lappeenranta et komplekst bysystem med komplicerede fysiske, ejerskabsmæssige og juridiske forbindelser mellem dets komponenter (parker, veje, beboelsesejendomme, erhvervsbygninger, industrier osv.).

I planen for forvaltning af regnvand fremhæves spørgsmål, der skal tages i betragtning ved udformningen af infrastruktur til forvaltning af regnvand, f.eks. tilstedeværelsen af naturreservater, historiske kulturarvssteder eller værdifulde landskabsområder, som bør have en bred kajplads, når der udpeges steder til nye anlæg til forvaltning af regnvand. Et centralt spørgsmål er det maksimale nedbørsniveau, som systemet bør kunne klare i betragtning af den forventede stigning i ekstreme hændelser som følge af klimaændringer og de lokale specifikke forhold og sårbarheder - navnlig udledningsvandområdets størrelse og situation.

Det overordnede mål med vandforvaltningen er som anført i planen for forvaltning af regnvand at forebygge forringelse af grundvandet med hensyn til økologisk tilstand og vandkvalitet til menneskelige formål, herunder rekreative formål. Planen indeholder følgende mål for forvaltning af regnvand:

• Håndtering og evt. forebyggelse af oversvømmelsesskader fra regnvand
• Opretholde grundvandsressourcerne ved at forhindre skadelige stoffer i at trænge ind i grundvandet og optimere optagelsen af vand i grundvandet
• Bevarelse af den rekreative anvendelse af vandområder gennem forvaltning af regnvandskvaliteten ved at reducere tilførslen af næringsstoffer til vandområder
• Minimering af udvidelsen af rørledningsnettet og mængden af regnvand, der udledes til rensningsanlægget
• Øgede naturlige metoder og metoder til forvaltning af regnvand på stedet, der fremmer biodiversiteten i natur- og byområder, hvilket er hovedfokus for dette casestudie
• Anvendelse af regnvand som en ressource, f.eks. et landskabstræk, til kunstvanding eller vådområder

Planen identificerer også mere specifikke mål for forvaltning af regnvandskvaliteten i vandrecipienter, såsom reduktion af næringsstofforurening og forebyggelse af algeopblomstringer i den vestlige Saimaa-region.

Stormvandsforvaltningsplanen fastsætter betingelserne for anvendelse af naturbaserede løsninger, f.eks. ændring af gadeplan for at tilvejebringe grønne striber og biofiltreringsområder og give plads til forvaltningsstrukturer, da regnvand fra stærkt trafikerede gader kan transportere metaller, olier og mikroplast. Anbefalingerne omfatter gennemførelse af vandkvalitetsstyring, såsom styring af regnvand, og øget brug af gennemtrængelige fortove og åbne grøfter som gadedræningsløsninger. Der er ved at blive indført et nyt naturbaseret dræningssystem på byens gader, som omfatter plantning af en optimeret vegetationsblanding langs kantstenen for at forbedre filtreringen af vand til det underliggende vandopsamlingssystem. Dette system er kombineret med sensorer til fjernovervågning af regnvandskvalitet og -flow samt oversvømmelse i afløbssystemet.

Der er blevet anlagt otte nye vådområder i byområder. syv langs bredden af Pien-Saimaan-søen og en ved bredden af Ruoholampi-søen nær Lappeenranta, sidstnævnte afsluttet i september 2023. Det område af de syv Pien-Saimaan vådområder omfatter tre damme og en strøm-lignende sektion, som bringer vand opsamlet af åen vand netværk til vådområderne. Dammene bremser vandstrømmen, så forurenende stoffer i Saimaa-vandet kan slå sig ned i bunden. Dammene er bygget i forskellige højder på en skråning, og da vandstanden kan variere betydeligt, er bassinerne blevet furbished med et system til at rumme overløb. Ruoholampi-vådområdet forhindrer næringsstoffer og fast stof i at strømme ind i Ruoholampi-søen og derfra til Pien-Saimaa. Det forbedrer også biodiversiteten og, ved at blive bygget i nærheden af en skole, elevernes velfærd. Andre naturbaserede regnvandsforvaltningsstrukturer omfatter regnvandsopsamlingsbassiner (Heinäkatu) og Koulukatu-infiltrationsområdet (pilotområdet for TransformAr-projektet).

Heinäkatu-opbevaringsbassinet bruges til at bremse afstrømningen af regnvand for at afbalancere stormflodstoppe under kraftige regnskyl og fungere som en kapacitetsbuffer for regnvandskloaknettet. Vandet opsamles i retentionsområdet og udledes i systemet i den anden ende. I retentionsområdet bremses vandstrømmen, hvilket giver mulighed for aflejring af faste stoffer og andre forurenende stoffer, så vandet, der returneres til regnvandskloaket, er renere. Vegetation, der udvikler sig i bassinerne over tid, forbedrer rensningen af vandet og hjælper med fordampning. Anlægget består af to bassiner med en natursten dæmning mellem dem. Bassinerne er lavvandede med en dybde på ca. 0,5 m og kan tørre ud mellem nedbørshændelser. Der er opsat trædesten ved dæmningen for at tilskynde til tættere inspektion af bassinerne, da området også bruges som læringsmiljø for eleverne på en nærliggende skole.

Renoveringen af Koulukatu gaden omfatter et biofiltreringsområde for regnvand i den grønne del af gaden, hvilket reducerer mængden af regnvand, der udledes til kloakker og urensede vandområder. Stormvand absorberes ned til grundvandsspejlet gennem de strukturelle lag af biokul og kalksten og genoplader det.

På det kunstige grundvandsanlæg Huhtiniemi i Lappeenranta produceres husvand desuden ved, at overfladevand fra den vestlige del af Pien-Saimaa infiltreres i grundvandet. Huhtiniemi er den eneste kunstige grundvandsanlæg, ud af 10 grundvandsindtag i alt, i Lappeenranta. Råvand pumpes fra Saimaa til sandfiltreringsbassiner på Huhtiniemi højderyggen, som fungerer som et naturligt filter, der effektivt renser vandet. Vandet pumpes derefter fra brønde og gennemgår alkaliseringsbehandling og ultraviolet desinfektion, inden det kommer ind i vanddistributionsnettet.

Derudover vil byafløbssystemet blive forbedret og overvåget med et sæt nye sensorer og koblet overvågning af forurening, vandkvalitet og flow i afløbssystemet. Desuden vil beboerne få mulighed for at overvåge de implementerede løsninger via en crowdsourcing smartphone applikation.

For at udarbejde regnvandsforvaltningsplanen blev høringen af interessenter gennemført på tre workshopper i efteråret 2019 med deltagelse af Lappeenrannan Energiaverkot Oy (et lokalt vand- og energidistributionsselskab), Lappeenrantas byforvaltning, byplanlægning, gader og miljø, miljøtjenester, bygningskontrol, redningstjenesten i Sydkarelen og ELY-centret i det sydøstlige Finland (et regionalt udviklingscenter). Temaerne for workshopperne var regnvand og fysisk planlægning, regnvand og informationssystemer samt naturlig håndtering af regnvand. Sammendragene af workshopperne blev brugt til at udarbejde et foreløbigt indhold til regnvandsforvaltningsplanen samt en elektronisk liste over de nødvendige dokumenter, som denne plan er baseret på.

Pladsbegrænsninger er en begrænsning i forvaltningen af regnvand. Stormvandsforvaltningsplanen bemærker, at forvaltningsstrukturer for stormvandskvalitet typisk er dimensioneret til en gang årligt eller to gange årligt kraftig nedbør og giver mulighed for en yderligere margen på 20 % for klimaændringer, men nogle steder er der måske ikke plads nok til at håndtere selv en nedbørshændelse en gang om året. I en sådan situation blev der foretaget en cost-benefit-analyse af alternative løsninger, f.eks. naturbaserede løsninger - vådområder i byområder udviklet i Lappeenranta. Desuden øger forøgelsen af antallet af regnvandsstrukturer også den årlige vedligeholdelsesindsats og dermed de nødvendige menneskelige ressourcer.

I tæt bebyggede centrale byområder er et æstetisk aspekt vigtigt. Planen foreslår, at afstrømning kanaliseres ind i gadernes træbaner og blomsterbede, der er udstyret med infiltrationsstrukturer kombineret med underjordiske dræningsløsninger — som dem, der bygges i Lappeenranta.

En potentiel begrænsende faktor er koordineringen mellem de involverede institutioner og aktører. Vedligeholdelse og forvaltning af vådområder påhviler Greenreality, kommunens tjeneste for miljøbeskyttelse og bæredygtig udvikling af byen, mens andre regnvandsforvaltningsstrukturer såsom regnvandsopsamlingsbassiner (Heinäkatu) og Koulukatu-infiltrationsområdet (pilotanlægget TransformAr) forvaltes af afdelingen for gader og bymiljø som led i vedligeholdelsen af gader og grønne områder. Koordinering mellem privat og offentligt ansvar for forvaltning af regnvand og tilslutning til de vigtigste dræningsnet i tilfælde af private ejendomme kan også være en begrænsende faktor for planen. Afstrømningsstyring fra industrianlæg giver anledning til særlig bekymring på grund af den brede vifte af forurenende stoffer, de kan udlede, hvilket igen kræver løsninger fra sag til sag.

Anlæggelsen af vådområder har været særlig vellykket og synes ikke at have været udsat for større begrænsende faktorer. Tilgængeligheden af jord var ikke et problem på grund af faldende landbrugsaktiviteter i Lappeenranta-området. Den eneste midlertidige begrænsende faktor er tid - det tager omkring tre år for et vådområde at udføre sine vandfiltrerings- og reguleringsfunktioner fuldt ud. På plussiden har vådområder også naturskønne effekter og øger de involverede områders rekreative appel.

En yderligere fordel er løsningernes replikabilitet. Byen Lappeenranta tilsluttede sig H2020 TransformAr-projektet som demonstrationsstedspartner for at forbedre og demonstrere nogle tilpasningsforanstaltninger, der er truffet inden for rammerne af stormvandsforvaltningsplanen. Omfanget af disse tilpasningsforanstaltninger i TransformAr-projektet giver en enestående mulighed for at overvåge deres udvikling og måle deres effektivitet og overførbarhed. I lyset af sidstnævnte er der udviklet et opfølgningsprogram inden for projektet med den norske by Gjøvik, en by med omkring 30.000 indbyggere på Mjøsasøen, Norges største sø. Gjøvik er valgt som replikator for Lappeenranta på grund af deres tilsvarende klimasårbarhed med hensyn til byplanlægning og vandforvaltning. TransformAr-projektet overvåger implementeringen af den samme tilpasningsløsning i Gjøvik som i Lappeenranta.

Udgifterne til vedligeholdelse af grønne områder omfatter vintervedligeholdelse, rengøring, vedligeholdelse af strukturer, udstyr og inventar og vegetationsstyring. I 2023 var de samlede vedligeholdelsesomkostninger for grønne områder 1,69 EUR/m2.

Anlæg og vedligeholdelse af vådområder planlægges for hvert enkelt anlægsområde, og der kan derfor ikke oplyses noget "typisk" tal for disse omkostninger. Til illustration af de forskellige omkostninger har Lappeenranta-administrationen imidlertid givet følgende eksempler på anlæggelse af vådområderne:

• Heinäkatu-opbevaringsbassinet kostede 44 EUR/m² for et areal på 3 000 m² til et samlet beløb på 132 000 EUR. Dette omfatter omkostninger til materialer, transport og arbejdskraft, omkostninger til plantning af nye træer og vegetation, byggepladsarbejde, herunder byggeledelse og andre byggepladsopgaver, og byggeopgaver, der afholdes direkte af byens administration.
• Koulukatu-infiltrationsområdet kostede 340 EUR/m² for 245 m², i alt 83 300 EUR. Dette omfatter omkostningerne til materialer til infiltrationsområdet og de rør, der udleder regnvand i området, de dermed forbundne transport- og lønomkostninger, omkostningerne til plantning af nye træer og vegetation samt byggepladsarbejdet, herunder byggeledelse og andre byggepladsopgaver, og de byggeopgaver, der afholdes direkte af byens administration.
• Endelig er der omkostninger til overvågning/sensorer, herunder sensorer, installation, vedligeholdelse, forvaltning, overvågning og reparation samt datatjenester i 26 måneder, i alt 21.000 EUR for 5 overvågningspunkter på 3 områder.

Fordelene ved disse foranstaltninger, der er indført i dette casestudie, er ikke blevet vurderet kvantitativt. En styrkelse af kontrollen med vandkvaliteten har åbenlyse fordele for Lappeenrantas borgeres og besøgendes velfærd med hensyn til sundhedssikkerhed som følge af pålidelige vandstandarder til husholdningsbrug og rekreative formål, selv i tilfælde af oversvømmelser. Anvendelsen af naturbaserede løsninger til at skabe vådområder inden for kommunens område øger tilgængeligheden af grønne områder. Nettet af vådområder øger også biodiversiteten og udgør et levested for mange fugle og insekter.

Grundlaget for den direkte ledelse af Lappeenranta kommune i det nye regnvandsforvaltningsprogram (herunder naturbaserede løsninger) stammer fra en ændring af vandforvaltningsloven i 2014. Tidligere var forvaltning af regnvand reguleret i vandforvaltningsloven. Efter ændringen reguleres forvaltningen af regnvand nu af loven om arealanvendelse og byggeri med det formål at fremme forvaltningen af regnvand i sin helhed. I henhold til lov om arealanvendelse og byggeri ligger ansvaret for tilrettelæggelsen af regnvandsforvaltningen hos kommunen. Dette udmønter sig ikke automatisk i inddragelsen af privat ejendom i systemet, hvilket kræver koordinering af offentlige og private ansvarsområder.

I 2018 blev ejerskabet af regnvandsnettet og dele af vandforsyningsnettet reorganiseret (Byrådets beslutning). Efter ejerskiftet blev der underskrevet en fireårig serviceaftale mellem byen og vandforsyningen, som også omfattede en forpligtelse til at udarbejde en bydækkende regnvandsplan. Håndteringen af regnvand styres af byplanlægningsreglerne, byens prioriteter for håndtering af regnvand (afsnit 2.2) og bygningsreglementet. Byen Lappeenranta ejer også regnvandsdræningsnettet.

Otte naturbaserede foranstaltninger er allerede på plads. Det nye åbne grøftsystem kombineret med sensorer, borgervidenskabsnetværket og undersøgelsen forventes at være afsluttet inden udgangen af 2025 inden for tidsrammen for TransformAr-projektet. I alt 11 naturbaserede løsningssteder, herunder Koulukatu-infiltrationsområdet (TransformAr-pilotstedet), vil blive gennemført inden for dette program.

Vådområder, hvis de vedligeholdes korrekt, forventes at vare på ubestemt tid. Sensorer er på den anden side relativt kortvarige fra ca. et år til 10 år eller mindre afhængigt af de specifikke forhold på installationsstedet og skal udskiftes i tilfælde af svigt (se Zhu et al., 2023 for nærmere oplysninger).

Sanna Varis

sanna.varis@lappeenranta.fi

Plan for håndtering af regnvand i byen Lappeenranta (Lappeenrannnan Kaupungin Hulevesien Hallinnan Ohjelma)

Zhu et al. (2023). Slutbrugerperspektiv af billige sensorer til overvågning af regnvand i byområder: en gennemgang. Vandvidenskab & Teknologi 87 (11): 2648–2684. https://doi.org/10.2166/wst.2023.142