Pintaveden laadun suojelu Lappeenrannassa

Suomessa Lappeenrannan lähellä sijaitsevan Saimaan vedenlaatua uhkaavat ilmastonmuutoksesta johtuvat lisääntyneet sateet, tulvat ja äärimmäiset sääilmiöt. Tulvavesi ja lumen sulamisesta syntyvä vesi kuljettavat järveen epäpuhtauksia (mikromuoveja, öljyjä ja muita kemikaaleja, ravinteita, kiinteitä ja orgaanisia aineita). Ravinnekuormitus aiheuttaa järven rehevöitymistä. Siinä tapauksessa, että ravinteiden pilaantuminen johtaa haitalliseen leväkukintaan, juominen tai uinti altistuneessa vedessä voi aiheuttaa vakavia terveyskomplikaatioita. Esimerkiksi uiminen rannalla, jossa esiintyy sinilevää, voi ärsyttää ihoa tai aiheuttaa vatsavaivoja (esim. pahoinvointia, vatsakipua, ripulia, oksentelua) tai flunssan kaltaisia oireita (esim. vuotava nenä, päänsärky, silmä-ärsytys, kuume). Tämä on erityisen ongelmallista, sillä Saimaa on juomaveden lähde ja virkistysalue.

Myrsky- ja sulamisvesien hallinta on näin ollen keskeistä näiden haasteiden voittamiseksi. Nykyisen ilmasto-ohjelman tavoitteena on vähentää hule- ja sulamisvesien määrää kaupunkien hulevesi- ja viemärijärjestelmissä. Kunnan hulevesien hallintasuunnitelmassa kuvataan tarvetta sopeuttaa nykyisiä verkostoja ja laitoksia tulevaisuuden vaatimuksiin ja lisätä kaupungin kykyä suodattaa hule- ja sulamisvesistä ei-toivottuja aineita.

Kokonaisvaltaisen suunnitelman laatiminen Lappeenrannan kestävälle hulevesien käsittelylle on monimutkainen tehtävä. Kaupunki levittäytyy viidelle valuma-alueelle (Saimaa, Saimaa Kanava, Ruoholampi, Rakkolanjoki ja Alajoki). Kuten kaikki kaupungit, Lappeenranta on monimutkainen kaupunkijärjestelmä, jonka osien (puistot, tiet, asuinrakennukset, liikerakennukset, teollisuus jne.) väliset fyysiset, omistusoikeudelliset ja oikeudelliset suhteet ovat monimutkaisia.

Hulevesien hallintasuunnitelmassa korostetaan kysymyksiä, jotka on otettava huomioon hulevesien hallintainfrastruktuurin suunnittelussa, kuten luonnonpuistojen, historiallisten perintökohteiden tai arvokkaiden maisema-alueiden olemassaolo, jotka olisi annettava laajalle laiturille uusien hulevesien hallintalaitosten kohteiden määrittämisessä. Keskeinen kysymys on enimmäissademäärä, josta järjestelmän pitäisi pystyä selviytymään, kun otetaan huomioon ilmastonmuutoksesta johtuva ääri-ilmiöiden odotettu lisääntyminen sekä paikalliset erityisolosuhteet ja haavoittuvuudet - erityisesti purkuvesimuodostuman koko ja tilanne.

Hulevesien hallintasuunnitelmassa esitetyn vesienhoidon yleisenä tavoitteena on estää pohjaveden tilan huononeminen ihmisten käyttöön, myös virkistyskäyttöön, tarkoitetun veden ekologisen tilan ja laadun osalta. Suunnitelmassa esitetään hulevesien hallinnalle seuraavat tavoitteet:

• Hulevesien aiheuttamien tulvavahinkojen hallinta ja mahdollinen ehkäiseminen
• Ylläpidetään pohjavesivaroja estämällä haitallisten aineiden pääsy pohjaveteen ja optimoimalla veden imeytyminen pohjaveteen
• Vesistöjen virkistyskäytön säilyttäminen hulevesien laadunhallinnan avulla vähentämällä vesistöjen ravinnekuormitusta
• Putkiverkoston laajentamisen ja puhdistamoon päästettävän huleveden määrän minimointi
• Luonnonmukaisten ja paikan päällä käytettävien hulevesien hallintamenetelmien lisääminen luonnon monimuotoisuuden edistämiseksi luonnossa ja kaupunkialueilla, mikä on tämän tapaustutkimuksen pääpainopiste
• Huleveden käyttö resurssina, kuten maisemapiirteenä, kastelussa tai kosteikossa

Suunnitelmassa määritellään myös tarkemmat tavoitteet vastaanottavien vesistöjen hulevesien laadun hallintaan, kuten ravinnekuormituksen vähentämiseen ja leväkukintojen ehkäisemiseen Länsi-Saimaan alueella.

Hulevesien hallintasuunnitelmassa esitetään edellytykset luontoon perustuvien ratkaisujen käytölle, kuten katujen rakenteen muuttaminen viheralueiden ja biosuodatusalueiden luomiseksi sekä tilan tarjoaminen hallintarakenteille, koska voimakkaasti liikennöidyiltä kaduilta tuleva hulevesi voi kuljettaa metalleja, öljyjä ja mikromuoveja. Suosituksia ovat muun muassa veden laadunhallinnan toteuttaminen, kuten hulevesien ohjaaminen, sekä läpäisevien jalkakäytävien ja avo-ojien käytön lisääminen katuojitusratkaisuina. Kaupunkien kaduille ollaan ottamassa käyttöön uusi luontoon perustuva kuivatusjärjestelmä, johon kuuluu optimoidun kasvillisuussekoituksen istuttaminen kadun varrelle veden suodattamisen parantamiseksi taustalla olevaan vedenkeruujärjestelmään. Järjestelmään on yhdistetty anturit huleveden laadun ja virtauksen etävalvontaan sekä viemärijärjestelmän tulvien seurantaan.

Kahdeksan uutta kaupunkien kosteikkoaluetta on rakennettu. seitsemän Pien-Saimaan järven rannalla ja yksi Ruoholammen rannalla Lappeenrannan lähellä, jälkimmäinen valmistui syyskuussa 2023. Seitsemän Pien-Saimaan kosteikon alueella on kolme lammikkoa ja puromainen osa, joka tuo purovesiverkoston keräämää vettä kosteikkoihin. Lammet hidastavat veden virtausta, jolloin Saimaan veden epäpuhtaudet laskeutuvat pohjaan. Lammet on rakennettu eri korkeuksille rinteeseen, ja koska vedenkorkeus voi vaihdella huomattavasti, altaat on kalustettu ylivuotojen varalta. Ruoholammen kosteikko estää ravinteiden ja kiinteiden aineiden virtaamisen Ruoholammen järveen ja sieltä Pien-Saimaan. Se parantaa myös luonnon monimuotoisuutta ja koulun läheisyyteen rakennettaessa oppilaiden hyvinvointia. Muita luontoon perustuvia hulevesien hallintarakenteita ovat hulevesien pidätysaltaat (Heinäkatu) ja Koulukadun suodatusalue (TransformAr-hankkeen pilottikohde).

Heinäkadun retentioaltaalla hidastetaan hulevesien valumista, tasapainotetaan rankkasateiden tulvahuippuja ja toimitaan hulevesiviemäriverkoston kapasiteettipuskurina. Vesi kerätään keräysalueelle ja päästetään toiseen päähän järjestelmään. Veden pidätysalueella veden virtausta hidastetaan, mikä mahdollistaa kiinteiden ja muiden epäpuhtauksien laskeuman niin, että hulevesiviemäriin palautettu vesi on puhtaampaa. Kasvillisuus, joka kehittyy altaissa ajan myötä, parantaa veden puhdistusta ja auttaa haihtumisessa. Laitos koostuu kahdesta altaasta, joiden välissä on luonnonkivipato. Altaat ovat matalia ja syvyydeltään noin 0,5 m ja voivat kuivua sateiden välissä. Patoon on asennettu ponnahduskiviä, jotka kannustavat uima-altaiden tarkempaan tarkasteluun, sillä aluetta käytetään myös lähikoulun oppilaiden oppimisympäristönä.

Koulukadun peruskorjaukseen kuuluu hulevesien biosuodatusalue kadun viheralueella, mikä vähentää hulevesien johtamista viemäreihin ja käsittelemättömiin vesistöihin. Hulevesi imeytyy pohjaveteen biohiilen ja kalkkikiven rakenteellisten kerrosten kautta ja lataa sen.

Lisäksi Lappeenrannan Huhtiniemen tekopohjavesilaitoksella talousvettä tuotetaan suodattamalla pintavettä Pien-Saimaan länsiosasta pohjaveteen. Huhtiniemi on ainoa keinotekoinen pohjavesilaitos Lappeenrannan kymmenestä pohjavedenottopaikasta. Raakavesi pumpataan Saimaalta Huhtiniemen harjun hiekkasuodatusaltaisiin, jotka toimivat veden puhdistavana luonnollisena suodattimena. Vesi pumpataan sitten kaivoista ja sille tehdään alkalointikäsittely ja ultraviolettidesinfiointi ennen vedenjakeluverkkoon pääsyä.

Lisäksi kaupunkien hulevesijärjestelmää parannetaan ja seurataan uusilla antureilla ja viemärijärjestelmän kontaminaation, veden laadun ja virtauksen yhdistetyllä seurannalla. Lisäksi asukkaille annetaan mahdollisuus seurata toteutettuja ratkaisuja joukkoistamisälypuhelinsovelluksen avulla.

Sidosryhmäkuuleminen toteutettiin syksyllä 2019 kolmessa työpajassa, joihin osallistuivat Lappeenrannan Energiaverkot Oy (paikallinen veden- ja energianjakelulaitos), Lappeenrannan kaupungin kiinteistönhallinta, kaupunkisuunnittelu, kadut ja ympäristö, ympäristöpalvelut, rakennusvalvonta, Etelä-Karjalan pelastuslaitos ja Kaakkois-Suomen ELY-keskus (alueellinen kehittämiskeskus). Työpajojen teemoina olivat hulevesi- ja maankäytön suunnittelu, hulevesi- ja tietojärjestelmät sekä hulevesien luonnollinen hallinta. Työpajojen yhteenvedoista laadittiin alustava sisältökokonaisuus hulevesien hallintasuunnitelmaa varten sekä sähköinen luettelo tarvittavista asiakirjoista, joihin suunnitelma perustuu.

Tilarajoitukset rajoittavat hulevesien hallintaa. Hulevesien hallintasuunnitelmassa todetaan, että hulevesien laadunhallintarakenteet on tyypillisesti mitoitettu kerran vuodessa tai kahdesti vuodessa tapahtuvia rankkasateita varten, mikä mahdollistaa 20 prosentin lisämarginaalin ilmastonmuutokselle, mutta joissakin paikoissa ei ehkä ole riittävästi tilaa käsitellä edes kerran vuodessa tapahtuvia sateita. Tällaisessa tilanteessa tehtiin kustannus-hyötyanalyysi vaihtoehtoisista ratkaisuista, kuten Lappeenrannassa kehitetyistä luontopohjaisista kaupunkikosteikkoalueista. Lisäksi hulevesirakenteiden määrän lisääminen lisää vuosittaista kunnossapitotyötä ja siten tarvittavia henkilöresursseja.

Tiiviisti rakennetuilla keskusta-alueilla esteettinen näkökulma on tärkeä. Suunnitelmassa ehdotetaan valuman kanavoimista katujen puukaistoihin ja kukkapenkkeihin, joissa on soluttautumisrakenteet sekä maanalaiset viemäröintiratkaisut - kuten Lappeenrannassa rakennetaan.

Mahdollinen rajoittava tekijä on asianomaisten instituutioiden ja toimijoiden välinen koordinointi. Kosteikkojen ylläpidosta ja hoidosta vastaa Greenreality, joka on kunnan ympäristönsuojelu- ja kestävän kehityksen palvelu, kun taas muita hulevesien hallintarakenteita, kuten hulevesien pidätysaltaita (Heinäkatu) ja Koulukadun suodatusaluetta (TransformAr-hankkeen pilottikohde), hallinnoi Kadut ja kaupunkiympäristö -osasto osana katujen ja viheralueiden kunnossapitoa. Hulevesien hallintaa koskevan yksityisen ja julkisen vastuun koordinointi ja yksityisten kiinteistöjen liittäminen pääviemäriverkkoon voivat myös olla rajoittava tekijä suunnitelmassa. Erityisen huolestuttavaa on teollisuusalueiden valumavesien hallinta, koska ne voivat päästää ympäristöön monenlaisia epäpuhtauksia, mikä puolestaan edellyttää tapauskohtaisia ratkaisuja.

Kosteikkojen rakentaminen on ollut erityisen menestyksekästä, eikä se näytä kärsineen merkittävistä rajoittavista tekijöistä. Maan saatavuus ei ollut ongelma Lappeenrannan alueen maataloustoiminnan vähenemisen vuoksi. Ainoa väliaikainen rajoittava tekijä on aika - kosteikon vedensuodatus- ja säätötoimintojen suorittaminen kestää noin kolme vuotta. Toisaalta kosteikoilla on myös maisemallisia vaikutuksia ja ne lisäävät asianomaisten alueiden virkistyskäyttöä.

Lisäetuna on ratkaisujen toistettavuus. Lappeenrannan kaupunki liittyi H2020 TransformAr -hankkeeseen demonstraatiokohdekumppanina parantaakseen ja demonstroidakseen joitakin hulevesien hallintasuunnitelman puitteissa toteutettuja sopeutumistoimia. Näiden sopeutumistoimien kattavuus TransformAr-hankkeessa tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden seurata niiden kehitystä ja arvioida niiden tehokkuutta ja siirrettävyyttä. Jälkimmäistä silmällä pitäen hankkeessa on kehitetty seurantaohjelma Norjan suurimman järven Mjøsa-järven rannalla sijaitsevan noin 30 000 asukkaan Gjøvikin kaupungin kanssa. Gjøvik on valittu Lappeenrannan replikaattoriksi, koska se on yhtä haavoittuvainen kaupunkisuunnittelun ja vesihuollon kannalta. TransformAr-hankkeessa seurataan saman sopeutumisratkaisun toteutusta Gjøvikissä kuin Lappeenrannassa.

Viheralueiden ylläpitokustannukset sisältävät talvikunnossapidon, puhdistuksen, rakenteiden, laitteiden ja kalusteiden ylläpidon sekä kasvillisuuden hallinnan. Vuonna 2023 viheralueiden kokonaiskunnossapitokustannukset olivat 1,69 euroa/m2.

Kosteikkojen rakentaminen ja kunnossapito suunnitellaan laitoskohtaisesti, joten näistä kustannuksista ei voida esittää ”tyypillistä” lukua. Lappeenrannan hallinto on kuitenkin antanut seuraavat esimerkit kosteikkojen rakentamisesta havainnollistaakseen kustannusten vaihteluväliä:

• Heinäkadun retentioallas maksoi 3 000 m2:n alueella 44 €/m^2, eli yhteensä 132 000 euroa. Tähän sisältyvät materiaali-, kuljetus- ja työvoimakustannukset, uusien puiden ja kasvillisuuden istutuskustannukset, työmaatyöt, mukaan lukien rakennustyöt ja muut työmaatehtävät, sekä kaupungin hallinnolle suoraan kuuluvat rakennustehtävät.
• Koulukadun soluttautumisalue maksaa 340 €/m² ja 245 m², yhteensä 83 300 €. Tähän sisältyvät tunkeutumisalueen materiaalien ja hulevesiä alueelle päästävien putkien kustannukset, niihin liittyvät kuljetus- ja työvoimakustannukset, uusien puiden ja kasvillisuuden istutuskustannukset sekä työmaatyöt, mukaan lukien rakentamisen hallinta ja muut työmaatehtävät, sekä kaupungin hallinnolle suoraan kuuluvat rakennustehtävät.
• Seuranta- ja anturikustannukset, mukaan lukien anturi-, asennus-, huolto-, hallinta-, valvonta- ja korjauspalvelut sekä datapalvelut 26 kuukauden ajalta, yhteensä 21 000 euroa viidelle seurantapisteelle kolmella alueella.

Tässä tapaustutkimuksessa käyttöön otettujen toimenpiteiden hyötyjä ei ole arvioitu määrällisesti. Veden laadun valvonnan tehostamisesta on ilmeistä hyötyä Lappeenrannan asukkaiden ja vierailijoiden hyvinvoinnille, sillä terveysturvallisuus perustuu luotettaviin vesinormeihin kotitalous- ja virkistyskäytössä myös tulvatilanteissa. Luontopohjaisten ratkaisujen käyttö kosteikkojen luomiseksi kunnan alueelle lisää viheralueiden saatavuutta. Kosteikkoverkosto lisää myös luonnon monimuotoisuutta ja tarjoaa elinympäristön monille linnuille ja hyönteisille.

Lappeenrannan kunnan suoran johtamisen perusta uudessa hulevesien hallintaohjelmassa (ml. Aikaisemmin hulevesien hallintaa säänneltiin vesienhoitolailla. Muutoksen myötä hulevesien hallinnasta säädetään nyt maankäyttö- ja rakennuslaissa, jonka tavoitteena ja tarkoituksena on edistää hulevesien hallintaa kokonaisuudessaan. Maankäyttö- ja rakennuslain mukaan hulevesien hallinnan järjestämisestä vastaa kunta. Tämä ei automaattisesti merkitse yksityisomaisuuden sisällyttämistä järjestelmään, mikä edellyttää julkisen ja yksityisen vastuun yhteensovittamista.

Vuonna 2018 järjesteltiin uudelleen hulevesiverkoston ja sen osien omistajuus (kaupunginvaltuuston päätös). Omistajanvaihdoksen jälkeen kaupungin ja vesilaitoksen välillä allekirjoitettiin nelivuotinen palvelusopimus, johon sisältyi myös velvoite laatia kaupungin laajuinen hulevesisuunnitelma. Hulevesien hallintaa ohjaavat kaavoitusmääräykset, kaupungin hulevesien hallinnan painopisteet (kohta 2.2) ja rakentamismääräyskokoelma. Lappeenrannan kaupunki omistaa myös hulevesien kuivatusverkoston.

Käytössä on jo kahdeksan luontoon perustuvaa toimenpidettä. Uuden avoimen ojan järjestelmän, antureiden, kansalaistieteen verkoston ja kyselyn odotetaan valmistuvan vuoden 2025 loppuun mennessä TransformAr-hankkeen aikataulussa. Ohjelman puitteissa toteutetaan yhteensä 11 luontopohjaista ratkaisukohdetta, mukaan lukien Koulukadun infiltraatioalue (TransformAr-pilottikohde).

Jos kosteikkoja ylläpidetään asianmukaisesti, niiden odotetaan kestävän loputtomiin. Anturit puolestaan ovat suhteellisen lyhytikäisiä noin vuodesta enintään kymmeneen vuoteen asennuspaikan erityisolosuhteista riippuen, ja ne on vaihdettava vikaantuessa (ks. lisätietoja Zhu et al., 2023).

Sanna Varis

sanna.varis@lappeenranta.fi

Lappeenrannan kaupungin hulevesien hallintasuunnitelma (Lappeenrannnan kaupungin Hulevesien Hallinnan-ohjelma)

Zhu et al. (2023). Loppukäyttäjän näkökulma kaupunkien hulevesien seurannassa käytettäviin edullisiin antureihin: uudelleentarkastelu. Water Science & Teknologia 87 (11): 2648–2684. https://doi.org/10.2166/wst.2023.142