Patojen ja leveiden parempi suunnittelu

Patoja ja leveitä ovat hydrauliset rakenteet, jotka on rakennettu pitämään vettä:

• Kaivokset kulkevat yleensä yhdensuuntaisesti vesimuodostuman (kuten joen tai meren) kanssa, ja niissä on vettä vain toisella puolella. Dikes rakennettiin ensin palauttamaan maa merestä ja siten suojelemaan maata, joka olisi luonnollisesti veden alla suurimman osan ajasta. Ne suojaavat myös meren tulvilta äärimmäisten tapahtumien aikana.
• Leveet ovat tulvasuojeluun rakennettuja pengerryksiä. Ne ovat yleensä savia penkereitä ja, kuten lepakot, on vettä vain toisella puolella. Levees suojaa maata, joka on normaalisti kuivaa, mutta voi tulvia äärimmäisten tapahtumien aikana.

Patoja ja patoja on huollettava ja vahvistettava säännöllisesti, jotta voidaan varmistaa niiden suojausvalmiudet ja täyttää turvallisuusvaatimukset. Uudet ennusteet merenpinnan noususta, äärimmäisten sääilmiöiden laajuudesta ja esiintymistiheydestä sekä rannikoiden ja jokien tulvariskin kasvusta voivat johtaa turvallisuusvaatimusten uudelleentarkasteluun. Tämä voi johtaa uusien suojausten rakentamiseen tunnistetuille heikoille kohdille tai olemassa olevien kohteiden vahvistamiseen ja vahvistamiseen. Patojen ja leveiden vahvistaminen voi lisätä niiden vakautta ja vastustuskykyä rikkoutumista vastaan ja niiden turvallisuutta tulvia vastaan. Yleisimmät menetelmät patojen ja leveiden vahvistamiseksi ovat:

• Maanrakennustyöt, joiden tavoitteena on kaivannon tai leveyden kaltevuuden tasoittaminen, kaivannon tai leveyden nostaminen ja laajentaminen tai puomien rakentaminen.

• Rakenteelliset toimenpiteet, joilla pyritään vahvistamaan patoja ja patoja, mukaan lukien valuma- tai katkaisuseinät, pintojen sulkeminen tai liikkuvien tai liikkuvien tulvasuojaseinien lisärakentaminen.
• Pato- ja leve-materiaalin parantaminen esimerkiksi maaperän parantamisen tai geosynteettisten materiaalien käytön avulla.
• Kaivannon ja leveen pintasuojaus esimerkiksi kalliokerroksissa eroosion estämiseksi tai päällystämisen mahdollistamiseksi.
• Suojella kaivantoja ja leveitä istuttamalla puuvartisia kasveja.

Yksi yleisimmistä patojen ja leveiden vikamekanismeista on rikkoutuminen, jos vesi ylittää ne. Patoja ja leveitä voidaan rakentaa tavalla, joka mahdollistaa päällystämisen (esim. vahvistamalla sisäseinää tai laajentamalla ja vahvistamalla pintaa). Tällaiset padot ja leveet estävät hallitsemattomat katastrofaaliset tauot, jotka liittyvät sisämaan tuhoisiin tulviin. Vauriot voivat silti johtua rakenteiden päällä olevasta vedestä, mutta ne ovat paljon pienempiä kuin pato- tai levee-tauko. Erilainen mukautuva lähestymistapa patojen ja leveiden vahvistamiseen koostuu niiden osittaisesta tai täydellisestä purkamisesta, erityisesti mahdollisilla tulvatasanteilla, jotta joelle tai merelle jää enemmän tilaa (ks. sopeutumisvaihtoehto Jokien ja tulvatasanteiden kunnostaminen ja ennallistaminen). Tällöin patoja tai leveitä voidaan purkaa kokonaan, avata halkaisemalla tai siirtää tarvittaessa edelleen sisämaahan, mikä tarjoaa kestävämmän ja pidemmän aikavälin sopeutumispotentiaalin. Patojen osalta myös rinnakkaisen patojärjestelmän kehittäminen suljetulla retentiopolderilla on vaihtoehto äärimmäisten tulvahuippujen lieventämiseksi: kaksoisojitusjärjestelmien rakentaminen mahdollistaa välissä olevan tilan käytön yli huuhtoutuvan veden säilyttämiseksi.

Sen vuoksi vaihtoehtoisia luontoon perustuvia ratkaisuja olisi aina arvioitava, jotta voidaan varmistaa tulvasuojelun pitkän aikavälin kestävyys, minimoida siihen liittyvät kompromissit ja tuottaa monenlaisia hyötyjä ympäristölle ja yhteiskunnalle.

Toteutettavan pato- tai levee-intervention tyypin valinnalla on merkittäviä vaikutuksia paitsi näiden infrastruktuurien takana olevien ihmisten ja omaisuuden turvallisuuteen myös visuaalisiin ja maisemallisiin vaikutuksiin. Sidosryhmien osallistuminen suunnitteluvaiheeseen on tärkeää, jotta ihmisille voidaan tiedottaa sopeutumisen ja turvallisuuden myönteisistä vaikutuksista. Sidosryhmien osallistuminen voi myös auttaa määrittämään lieventäviä toimenpiteitä, joilla voidaan vähentää parannettujen patojen visuaalisia ja maisemallisia vaikutuksia ja parantaa niiden sosiaalista hyväksyntää.

Dike or levee -vahvistuksella on vahvat kannattajat ja vastustajat, ja huolenaiheet ja mieltymykset muuttuvat ajan myötä ja riippuvat voimakkaasti paikallisista prioriteeteista. Tuki on tyypillisesti voimakasta tulvan jälkeen. Jos vahvistamista suunnitellaan ilmastonmuutokseen sopeutumiseksi ennakoivasti, on todennäköisempää, että se kestää jonkin verran vastustusta. Patojen ja leveiden korottaminen ja vahvistaminen voi vaikuttaa kielteisesti ympäröivään maisemaan. Lisäksi jokien patojen kohoaminen voi lisätä virtaushuippujen suuruutta alajuoksulla, mikä lisää tulvavaaraa ja -riskiä alajuoksulla. Lisäksi tulvasuojelun tehostaminen ja siitä johtuva tulvien esiintymistiheyden väheneminen edistävät ”tulvamuistojen” häviämistä. Tämä voi johtaa altistumisen lisääntymiseen tulva-alttiilla alueilla, mistä käytetään yleensä nimitystä ”leveä vaikutus”. Jos tulvantorjuntaan tulee odottamattomia ja äkillisiä häiriöitä, tämä voi johtaa katastrofaalisiin seurauksiin (JRC PESETA IV -hanke, Dottori et al., 2020).

Kun otetaan huomioon fyysiset rajat sille, miten korkeita ja vahvoja patoja ja leveitä voidaan rakentaa, on tärkeää arvioida ja harkita vaihtoehtoisia ja integroivia ratkaisuja. Se tarkoittaa erityisesti keskittymistä ratkaisuihin, jotka antavat enemmän tilaa joelle tai merelle. Lisäksi useita olemassa olevia patoja ja leveitä rakennettiin vuosikymmeniä sitten. Ne eivät ehkä täytä nykyisiä tulvasuojelunormeja, mikä edellyttää kalliita päivityksiä.

Patojen ja leveiden rakentamiseen liittyy merkittäviä taloudellisia investointeja. Rahoitus voi olla suuri este erityisesti taloudellisesti vähemmän vaurailla alueilla. Kustannusarviot patojen ja leveiden mukauttamisesta vaihtelevat rakenteen ja vahvistusmenetelmän mukaan. Joitakin suuntaa-antavia kustannuksia on raportoitu tarkastelututkimuksessa (Aerts, 2018): 20,8–25 miljoonaa dollaria/km Alankomaissa nostettua meripeninkulmaa kohti; 21,8–31,2 miljoonaa dollaria/km Euroopan kaupungeille nostettua meriosuutta kohti; 5,3 miljoonaa dollaria/km Kanadassa nostettua leveemetriä kohti; 1,9 miljoonaa dollaria/km Kanadassa nostettua m savileveää kohti; 5,6 miljoonaa dollaria/km liikkuviin tulvamuureihin Yhdysvalloissa; 130–330 dollaria/m2 Yhdistyneessä kuningaskunnassa kalliolla tai muulla materiaalilla varustettuihin panssarirantoihin. Nämä kustannukset eivät sisällä ylläpitokustannuksia. Nämä ovat ratkaisevan tärkeitä näiden toimenpiteiden tehokkuuden kannalta. Ne voivat olla erityisen korkeita suurissa infrastruktuureissa, erityisesti kun otetaan huomioon ilmastonmuutoksen aiheuttamat uudet haasteet.

Tulviin sopeutumisen eri toimenpiteiden hyödyt ilmaistaan yleensä pienentyneenä tulvariskinä tai vähentyneinä vahinkoina, mikä parantaa yhteisöjen turvallisuutta ja hyvinvointia. Kiinteistöjen suojelu, maatalouden turvallisuus ja matkailutalous hyötyvät näistä rakenteista. Aina kun patojen ja leveiden suunnittelu on hyvin integroitu alueelle, näillä suojelutoimenpiteillä voidaan parantaa virkistys- ja matkailumahdollisuuksia. Esimerkkejä ovat rantakadut (ks. esimerkiksi tapaustutkimus rannikkoturvallisuutta koskevan yhdennetyn yleissuunnitelman täytäntöönpanosta Flanderissa).

Investoinnit patoihin ja leveisiin voivat olla taloudellisesti houkuttelevia tulvariskin pienentämiseksi suuressa osassa maailmaa, mutta ei kaikkialla. Sen vuoksi vaihtoehtoisia ratkaisuja olisi aina arvioitava, ja olisi huomattava, että toimenpiteet, jotka antavat enemmän tilaa merelle tai joelle, tuottavat usein useita sivuhyötyjä ekosysteemeille.

Nykyisiin pato- ja patojärjestelmiin tehtävien muutosten on oltava vesipolitiikan puitedirektiivin vaatimusten mukaisia, sillä niissä vaaditaan Euroopan vesimuodostumien hyvää tilaa. Lisäksi toisesta täytäntöönpanosyklistä alkaen ilmastonmuutoksen vaikutusten huomioon ottaminen on pakollista EU:n tulvadirektiivin nojalla. Ympäristövahinkojen ehkäisemiseksi EU:n ympäristövaikutusten arviointia koskevassa direktiivissä edellytetään, että tietyistä infrastruktuurihankkeista tehdään ympäristövaikutusten arviointi. Rannikkorakennusten rakentaminen eroosion ja ”rannikkoa muuttavien” kovan merenpuolustuksen, kuten patojen, lieventämiseksi sekä sisämaan tulvantorjuntatyöt kuuluvat YVA-direktiivin liitteeseen II. Jäsenvaltiot päättävät, olisiko liitteessä II tarkoitettuihin hankkeisiin sovellettava YVA-menettelyä joko tapauskohtaisesti tai kynnysarvojen ja perusteiden osalta. Näiden töiden ylläpito ja jälleenrakentaminen on nimenomaisesti suljettu pois. Kaikille infrastruktuurihankkeille, myös padoille ja leveille, joilla on todennäköisesti merkittävä vaikutus EU:n Natura 2000 -verkostossa suojeltuihin luontotyyppeihin ja lajeihin, on tehtävä ”asianmukainen arviointi sen vaikutuksista alueeseen”, jotta voidaan määrittää, vaikuttaako hanke haitallisesti alueen koskemattomuuteen.

Sopeutumistoimenpiteiden toteuttamisaika vaihtelee huomattavasti riippuen rakennetyypistä, valitusta tehostamistoimenpiteestä ja siitä, onko tehtävä ympäristövaikutusten arviointi. Toteutusajat ovat noin 5-25 vuotta.

Sopeutettujen patojen ja leveiden odotettu käyttöikä on yleensä yli 30 vuotta. On kuitenkin huomattava, että kunnossapidolla on tärkeä rooli ja että kunnossapitovaatimukset muuttuvat ajan myötä rakenteiden vanhenemisen sekä jokien purkausten ja merenpinnan muutosten vuoksi.