Verndun yfirborðsvatns í Lappeenranta, Finnlandi

Í Finnlandi eru vatnsgæði í Saimaavatni nálægt Lappeenranta í hættu vegna aukinnar úrkomu, flóða og öfga í veðri vegna loftslagsbreytinga. Flóð vatn og vatn frá bráðnun snjó bera mengunarefni (örplast, olíur og önnur efni, næringarefni, föst og lífræn efni) í vatnið. Hleðsla næringarefna veldur ofauðgun vatnsins. Ef næringarefnamengun leiðir til skaðlegs þörungablóma, getur neysla eða sund í viðkomandi vatni valdið alvarlegum heilsufarsvandamálum. Sund á strönd þar sem blágrænir þörungar eru til staðar getur t.d. valdið húðertingu eða valdið maga (t.d. ógleði, kviðverkjum, niðurgangi, uppköstum) eða flensulíkum einkennum (t.d. nefrennsli, höfuðverkur, erting í augum, hiti). Þetta er sérstaklega erfitt þar sem Saimaa Lake er uppspretta drykkjarvatns og afþreyingar miðstöð.

Storm- og bræðsluvatn stjórnun er því mikilvægt að sigrast á þessum áskorunum. Núverandi loftslagsáætlun hefur markmið um að draga úr magni stormvatns og bræðsluvatns í storma- og skólpkerfum borgarinnar. Stormvatnsstjórnunaráætlun sveitarfélagsins lýsir þörfinni á að aðlaga núverandi netkerfi og aðstöðu að kröfum framtíðarinnar og auka getu borgarinnar til að sía út óæskileg efni úr stormvatni og bræðsluvatni.

Að hanna alhliða áætlun um sjálfbæra stormvatnsmeðferð fyrir Lappeenranta er flókið verkefni. Borgin nær yfir fimm vatnasvið (Saimaa, Saimaa Kanava, Ruoholampi, Rakkolanjoki og Alajoki). Eins og allar borgir er Lappeenranta flókið þéttbýliskerfi með flóknum efnislegum, eignarhaldi og lagalegum samskiptum milli íhluta þess (garðar, vegir, íbúðarhúsnæði, atvinnuhúsnæði, atvinnugreinar o.s.frv.).

The Stormwater Management Plan leggur áherslu á málefni sem þarf að hafa í huga í hönnun innviða stormvatnsstjórnunar, svo sem tilvist náttúrusvæða áskilur, sögulegum menningararfleifð eða verðmætum landslagssvæðum, sem ætti að gefa breiðan bryggju þegar skilgreina staði fyrir nýja stormvatnsstjórnunaraðstöðu. Lykilatriði er hámarksúrkomu sem kerfið ætti að geta tekist á við, að teknu tilliti til væntanlegrar aukningar á öfgafullum atburðum vegna loftslagsbreytinga og staðbundinna sérstakra aðstæðna og veikleika — einkum stærð og stöðu vatnshlotsins sem losað er.

Heildarmarkmið vatnsstjórnunar, eins og tilgreint er í Stormvatnsstjórnunaráætluninni, er að koma í veg fyrir hnignun grunnvatns með tilliti til vistfræðilegs ástands og vatnsgæða manna, þ.m.t. afþreyingar. Í áætluninni eru eftirfarandi markmið um stjórnun stormvatns:

• Stjórna og hugsanlega koma í veg fyrir flóð tjón af völdum stormur
• Viðhalda grunnvatnsauðlindum með því að koma í veg fyrir að skaðleg efni komist inn í grunnvatn og hámarka upptöku vatns í grunnvatn
• Verndun tómstundanotkunar vatnshlota með gæðastjórnun stormvatns með því að draga úr næringarefnaílagi í vatnshlot
• Að lágmarka stækkun leiðslukerfisins og magn stormvatns sem er losað í hreinsistöðina
• Að auka náttúrulegar og náttúrulegar aðferðir við stjórnun stormvatns sem stuðla að líffræðilegri fjölbreytni í náttúrunni og í þéttbýli, sem er megináhersla þessarar tilfellarannsóknar
• Notkun stormvatns sem auðlind, svo sem landslagseiginleika, til áveitu eða votlendis

Í áætluninni er einnig bent á sértækari markmið um stjórnun á gæðum stormvatns í viðtökuvatnshlotum, s.s. að draga úr næringarefnamengun og koma í veg fyrir þörungablóm á vesturhluta Saimaa-svæðisins.

Í Stormvatnsstjórnunaráætluninni eru sett fram skilyrði fyrir notkun náttúrulausna, s.s. að breyta götuskipulagi til að bjóða upp á grænar ræmur og lífsíunarsvæði og skapa rými fyrir stjórnunarkerfi, þar sem stormvatn frá þungum umferðargötum getur borið málma, olíur og örplast. Tilmæli fela í sér innleiðingu á gæðastjórnun vatns, s.s. að stýra stormvatni, og auka notkun gegndræpis slitlagna og opna skurði sem götuafrennslislausnir. Nýtt náttúrulegt frárennsliskerfi á götum borgarinnar er komið á fót, sem felur í sér að gróðursetja bjartsýni gróðurblöndu meðfram curb til að bæta síun vatns í undirliggjandi vatnssöfnunarkerfi. Þetta kerfi er tengt skynjurum til fjarvöktunar á gæðum og flæði storms og flóða í frárennsliskerfinu.

Átta ný þéttbýlissvæði hafa verið byggð. sjö meðfram ströndum Pien-Saimaan stöðuvatnsins og einn á strönd Ruoholampi Lake nálægt Lappeenranta, síðastnefnda lauk í september 2023. Svæðið á sjö Pien-Saimaan votlendi inniheldur þrjár tjarnir og straum eins kafla, sem færir vatn safnað af straumvatnsnetinu til votlendisins. Tjarnir hægja á vatnsflæðinu og gera mengunarefni í Saimaa vatni kleift að setjast neðst. Tjarnir eru byggðar í mismunandi hæðum í brekku, og þar sem vatnshæð getur verið mjög breytileg, hafa laugarnar verið skreyttar með kerfi sem rúmar yfirflæði. Ruoholampi votlendið kemur í veg fyrir að næringarefni og fast efni flýi inn í Ruoholampi vatnið og þaðan til Pien-Saimaa. Það bætir einnig líffræðilega fjölbreytni og, að byggja í nálægð við skóla, velferð nemenda. Önnur náttúrustjórnunarkerfi fyrir stormvatnsstjórnun eru t.d. vatnssöfnunarsvæði (Heinäkatu) og ísíunarsvæði Koulukatu ( tilraunasvæði umbreytingarverkefnisins).

Heinäkatu varðveisla er notuð til að hægja á afrennsli stormvatns, til að koma á jafnvægi á flóðtoppum í miklum rigningum og starfa sem biðminni fyrir fráveitukerfi stormvatns. Vatninu er safnað á rássvæðinu og losað í kerfið á hinum endanum. Á varðveislusvæðinu er dregið úr flæði vatns, sem gerir ráð fyrir útfellingu fastra efna og annarra mengunarefna, þannig að vatnið sem kemur aftur í stormvatnsfráveituna sé hreinni. Gróður sem vex í kerjunum með tímanum eykur hreinsun vatnsins og stuðlar að uppgufun. Stöðin samanstendur af tveimur kerjum með náttúrulegri steinstíflu milli þeirra. Kerin eru grunn með um 0,5 m dýpi og geta þornað á milli úrkomufalla. Steppingstones hefur verið sett upp við stífluna til að stuðla að nánari skoðun á laugunum, þar sem svæðið er einnig notað sem námsumhverfi fyrir nemendur nærliggjandi skóla.

Endurnýjun á Koulukatu götu felur í sér stormvatns lífsíunarsvæði í grænum hluta götunnar, sem dregur úr magni stormvatns sem losað er í fráveitu og ómeðhöndluð vatnshlot. Stormvatn frásogast niður í grunnvatnsborðið í gegnum byggingarlögin af lífkara og kalksteini og endurhlaða það.

Ennfremur, í Huhtiniemi gervi grunnvatnsverksmiðjunni í Lappeenranta, er heimilisvatn framleitt með því að sía yfirborðsvatn frá vesturhluta Pien-Saimaa í grunnvatn. Huhtiniemi er eina manngerð grunnvatnsstöðin, af 10 heildarinntöku grunnvatns, í Lappeenranta. Hráu vatni er dælt frá Saimaa til sandsíunarskálar á Huhtiniemi hryggnum, sem þjónar sem náttúruleg sía sem hreinsar vatnið á áhrifaríkan hátt. Vatninu er síðan dælt úr brunnum og fer í basameðferð og útfjólubláa sótthreinsun áður en farið er inn í vatnsdreifikerfið.

Að auki verður afrennsliskerfi í þéttbýli bætt og vaktað með nýjum skynjurum og vöktun á mengun, vatnsgæðum og rennsli innan frárennsliskerfisins. Ennfremur íbúar munu fá tækifæri til að fylgjast með útfærðum lausnum með crowdsourcing smartphone umsókn.

Til að undirbúa Stormwater Management Plan var samráðsferli hagsmunaaðila framkvæmt í þremur vinnufundum haustið 2019 með þátttöku Lappeenrannan Energiaverkot Oy (staðbundin vatns- og orkudreifingarveitu), Landeignastjórnun Lappeenranta, Borgarskipulag, götur og umhverfi, umhverfisþjónusta, byggingareftirlit, björgunarþjónusta Suður-Krelia og ELY Centre of South-Aast Finland (héraðsþróunarmiðstöð). Meginþemu vinnusmiðjunnar voru stormvatns- og landnýtingarskipulag, stormvatns- og upplýsingakerfi og náttúruleg stjórnun stormvatns. Samantektir vinnustofanna voru notaðar til að búa til bráðabirgða innihalds fyrir Stormvatnsstjórnunaráætlunina, auk rafræns lista yfir nauðsynleg skjöl sem þessi áætlun byggir á.

Rýmistakmarkanir eru takmörk í stjórnun stormvatns. Í Stormwater Management Plan kemur fram að gæðastjórnunarkerfi stormvatns eru venjulega stór fyrir mikla úrkomu einu sinni á ári eða tvisvar á ári og leyfa 20 % viðbótarmörk fyrir loftslagsbreytingar, en á sumum stöðum gæti ekki verið nóg pláss til að takast á við jafnvel einu sinni á ári úrkomuatburð. Við slíkar aðstæður fór fram kostnaðar-/ábatamat á öðrum lausnum, s.s. náttúrumiðuðum lausnum — votlendissvæðum í þéttbýli sem þróuð voru í Lappeenranta. Þar að auki eykur fjöldi stormvatnsmannvirkja einnig árlega viðhaldsvinnu og þar af leiðandi mannauðurinn sem þarf.

Í þéttbyggðum þéttbýlissvæðum er fagurfræðilegur þáttur mikilvægur. Áætlunin bendir til þess að afrennsli sé á götum og blómabeðum, með íferðum, ásamt neðanjarðarafrennslislausnum — eins og þær sem byggðar eru í Lappeenranta.

Mögulegur takmarkandi þáttur er samræming milli stofnana og aðila sem taka þátt. Viðhald og stjórnun votlendis er á ábyrgð Greenreality, þjónustu sveitarfélagsins til umhverfisverndar og sjálfbærrar þróunar borgarinnar, en önnur stormvatnsstjórnunarkerfi, svo sem stormvatnsgeymsla (Heinäkatu) og Koulukatu ísíunarsvæðið (umbreytiverkefnið) er stjórnað af Streets og Urban Environment deild sem hluti af viðhaldi götum og grænum svæðum. Samræming milli einka- og opinberrar ábyrgðar á stjórnun stormvatns og tengingu við helstu frárennslisnet ef um er að ræða einkaeignir getur einnig verið takmarkandi þáttur í áætluninni. Einkum er um að ræða afrennslisstjórnun frá iðnaðarsvæðum vegna margs konar mengunarvalda sem þeir geta losað, sem aftur kallar á lausnir í hverju tilviki fyrir sig.

Uppbygging votlendis hefur gengið sérstaklega vel og virðist ekki hafa orðið fyrir miklum takmörkunum. Framboð á landi var ekki vandamál vegna minnkandi landbúnaðarstarfsemi á Lappeenranta svæðinu. Eina, tímabundið takmarkandi þáttur er tími — það tekur um þrjú ár fyrir votlendi að fullu framkvæma vatn síast og reglugerð virka. Á plús hlið, hafa votlendi einnig fallegar áhrif og auka afþreyingar áfrýjun á þeim svæðum sem taka þátt.

Viðbótarávinningur er eftirmyndunargeta lausnanna. Borgin Lappeenranta gekk til liðs við H2020 transformar verkefnið sem samstarfsaðila á sýningarsvæði, til að bæta og sýna fram á nokkrar aðlögunaraðgerðir sem gripið var til innan ramma Stormvatnsstjórnunaráætlunarinnar. Umfang þessara aðlögunaraðgerða með umbreytingarverkefninu veitir einstakt tækifæri til að fylgjast með þróun þeirra og meta skilvirkni þeirra og yfirfærsluhæfni. Í ljósi þess síðarnefnda hefur verið þróuð eftirfylgniáætlun innan verkefnisins með norsku borginni Gjøvik, sem er borg með um 30,000 íbúa við Mjøsa vatnið, stærsta stöðuvatn Noregs. Gjøvik hefur verið valinn eftirmynd fyrir Lappeenranta í ljósi þess hversu viðkvæmt loftslagið er hvað varðar borgarskipulag og vatnsstjórnun. Verkefnið umbreytir er að fylgjast með framkvæmd sömu aðlögunarlausnarinnar í Gjøvik og í Lappeenranta.

Kostnaður við að viðhalda grænum svæðum felur í sér viðhald vetrar, þrif, viðhald mannvirkja, búnaðar og húsbúnaðar og gróðurstjórnunar. Árið 2023 var heildarkostnaður við viðhald á grænum svæðum^1,69/m.

Framkvæmdir og viðhald votlendis eru skipulagðar á hverjum stað fyrir sig og því er ekki hægt að leggja fram „dæmigerð“tölu fyrir þennan kostnað. Hins vegar, sem dæmi um kostnaðarsviðið, hefur Lappeenranta gjöfin gefið eftirfarandi dæmi um byggingu votlendisins:

• Heinäkatu varðveisluvatnið kostaði 44 EUR/m² fyrir 3,000 m^svæði, samtals 132,000 evrur. Þetta felur í sér kostnað vegna efna, flutninga og vinnuafls, kostnaður við gróðursetningu nýrra trjáa og gróðurs, vinnu á byggingarsvæðum, þ.m.t. byggingarstjórnun og önnur verkefni á staðnum, og framkvæmdir sem stjórnsýslu borgarinnar bera með beinum hætti.
• The Koulukatu ísíunarsvæðið kostaði EUR 340/m² fyrir 245 m², samtals 83,300 EUR. Þetta felur í sér kostnað við efni fyrir ísíunarsvæði og lagnir sem losa stormvatn inn á svæðið, tengdan flutnings- og launakostnað, kostnað við gróðursetningu nýrra trjáa og gróðurs, svo og framkvæmdir á byggingarsvæðum, þ.m.t. byggingarstjórnun og önnur verkefni á staðnum, og framkvæmdir sem stjórn borgarinnar bera beint.
• Að lokum, kostnaður við vöktun/skynjara, þ.m.t. skynjara, uppsetningu, viðhald, stjórnun, eftirlit og viðgerðir ásamt gagnaþjónustu í 26 mánuði, samtals 21,000 evrur fyrir 5 vöktunarpunkta á 3 svæðum.

Ávinningur af þessum ráðstöfunum sem gerðar eru innan þessarar tilfellarannsóknar hefur ekki verið metinn á megindlegan hátt. Að styrkja stjórn á vatnsgæðum hefur augljósan ávinning fyrir velferð borgara og gesta Lappeenranta, hvað varðar heilsuöryggi sem stafar af áreiðanlegum vatnsstöðlum til heimilisnota og til tómstundaiðkunar, jafnvel í viðurvist flóða. Notkun náttúrutengdra lausna til að búa til votlendi innan landsvæðis sveitarfélagsins eykur framboð á grænum svæðum. Net votlendis eykur einnig líffræðilega fjölbreytni og veitir mörgum fuglum og skordýrum búsvæði.

Grunnur fyrir beina forystu sveitarfélagsins Lappeenranta í nýju stormvatnsstjórnunaráætluninni (þ.m.t. NBS) stafar af breytingu á lögum um vatnsstjórnun árið 2014. Áður var stjórnun stormvatns stjórnað í lögum um vatnsstjórnun. í kjölfar breytingarinnar er stjórnun stormvatns nú stjórnað af Landnotkunar- og byggingarlögum, með það að markmiði og markmiði að stuðla að stjórnun stormvatns í heild sinni. Samkvæmt lögum um landnotkun og mannvirkjagerð liggur ábyrgð á skipulagi stormvatnsstjórnunar á sveitarfélaginu. Þetta þýðir ekki sjálfkrafa að einkaeign sé tekin inn í kerfið sem krefst samræmingar á ábyrgð hins opinbera og einkaaðila.

Árið 2018 var eignarhald stormvatnskerfisins og hluta vatnsveitukerfisins endurskipulagt (ákvörðun bæjarstjórnar). Eftir eigendaskipti var gerður fjögurra ára þjónustusamningur milli borgarinnar og vatnsveitunnar, sem einnig fól í sér skyldu til að undirbúa stormvatnsáætlun um borgina. Stormwater stjórnun er stjórnað af skipulagsreglum, Stormwater Management Priorities (kafli 2.2) og Building Code. Borgin Lappeenranta á einnig stormvatnsrennsliskerfið.

Átta náttúruverndaraðgerðir eru nú þegar til staðar. Gert er ráð fyrir að nýja opna skurðkerfið ásamt skynjurum, borgaralega vísindanetinu og könnuninni verði lokið fyrir lok ársins 2025, innan tímaramma umbreytingarverkefnisins. Alls, 11 náttúru-undirstaða lausn staður, þar á meðal Koulukatu íferð svæði (breyta tilraunaverkefni), verður hrint í framkvæmd innan þessa áætlunar.

Gert er ráð fyrir að votlendi, ef því er haldið á réttan hátt, endist um óákveðinn tíma. Skynjarar eru hins vegar tiltölulega skammlífir frá u.þ.b. ári til 10 ára eða minna, allt eftir sérstökum aðstæðum á uppsetningarstaðnum og þarf að skipta út ef bilun verður (sjá Zhu et al, 2023 fyrir nánari upplýsingar).

Sanna Varis

sanna.varis@lappeenranta.fi

Borg Lappeenranta Stormwater Management Plan (Lappeenrannnan Kaupungin Hulevesien Hallinnan ohjelma)

Zhu et al. (2023). Sjónarmið endanlegs notanda lággjaldsnema fyrir vöktun stormvatns í þéttbýli: endurskoðun. Water Science & Technology 87 (11): 2648–2684. https://doi.org/10.2166/wst.2023.142