Virszemes ūdeņu kvalitātes aizsardzība Lapēnrantā, Somijā

Somijā ūdens kvalitāti Saimā ezerā netālu no Lapēnrantas apdraud lielāks nokrišņu daudzums, plūdi un ekstremāli laikapstākļi klimata pārmaiņu dēļ. Plūdu ūdens un ūdens no kušanas sniega nes piesārņotājus (mikroplastmasas, eļļas un citas ķimikālijas, barības vielas, cietas un organiskas vielas) uz ezeru. Barības vielu iekraušana izraisa ezera eitrofikāciju. Gadījumā, ja barības vielu piesārņojums izraisa kaitīgu aļģu ziedēšanu, dzeršana vai peldēšana skartajā ūdenī var izraisīt nopietnas veselības komplikācijas. Piemēram, peldēšanās pludmalē, kur ir zilganzaļas aļģes, var kairināt ādu vai izraisīt kuņģi (piemēram, sliktu dūšu, sāpes vēderā, caureju, vemšanu) vai gripai līdzīgus simptomus (piemēram, iesnas, galvassāpes, acu kairinājumu, drudzi). Tas ir īpaši problemātiski, jo Saimā ezers ir dzeramā ūdens avots un atpūtas centrs.

Tāpēc šo problēmu pārvarēšanā būtiska nozīme ir vētru un kušanas ūdeņu apsaimniekošanai. Pašreizējās Klimata programmas mērķis ir samazināt nokrišņu ūdens un kušanas ūdens daudzumu pilsētas nokrišņu ūdens un kanalizācijas sistēmās. Pašvaldības vētras ūdeņu apsaimniekošanas plānā ir aprakstīta nepieciešamība pielāgot pašreizējos tīklus un iekārtas nākotnes prasībām un palielināt pilsētas spēju izfiltrēt nevēlamas vielas no lietus ūdens un kušanas ūdens.

Visaptveroša plāna izstrāde ilgtspējīgai nokrišņu ūdens attīrīšanai Lapēnrantā ir sarežģīts uzdevums. Pilsēta aptver piecus sateces baseinus (Saimaa, Saimaa Kanava, Ruoholampi, Rakkolanjoki un Alajoki). Tāpat kā visas pilsētas, Lapēnranta ir sarežģīta pilsētas sistēma ar sarežģītām fiziskām, īpašumtiesībām un juridiskām savstarpējām attiecībām starp tās sastāvdaļām (parki, ceļi, dzīvojamās ēkas, komerciālās ēkas, rūpniecības nozares utt.).

Vētrasūdeņu apsaimniekošanas plānā ir uzsvērti jautājumi, kas jāņem vērā, plānojot lietusūdeņu apsaimniekošanas infrastruktūru, piemēram, dabas teritoriju rezervāti, vēsturiskā mantojuma vietas vai vērtīgas ainavu teritorijas, kurām būtu jāpiešķir plaša piestātne, nosakot vietas jaunām lietusūdeņu apsaimniekošanas iekārtām. Galvenais jautājums ir maksimālais nokrišņu daudzums, ar ko sistēmai būtu jāspēj tikt galā, ņemot vērā paredzamo ekstremālu notikumu pieaugumu klimata pārmaiņu dēļ un vietējos īpašos apstākļus un neaizsargātību, jo īpaši novadīšanas ūdensobjekta lielumu un situāciju.

Kā norādīts vētras ūdeņu apsaimniekošanas plānā, ūdens apsaimniekošanas vispārējais mērķis ir novērst gruntsūdeņu pasliktināšanos ekoloģiskā stāvokļa un ūdens kvalitātes ziņā izmantošanai cilvēkiem, tostarp atpūtai. Plānā ir uzskaitīti šādi lietusūdeņu apsaimniekošanas mērķi:

• Notekūdeņu radīto plūdu postījumu pārvaldība un, iespējams, novēršana
• Saglabāt gruntsūdeņu resursus, novēršot kaitīgu vielu iekļūšanu gruntsūdeņos un optimizējot ūdens uzsūkšanos gruntsūdeņos
• Ūdensobjektu rekreatīvās izmantošanas saglabāšana, izmantojot nokrišņu ūdens kvalitātes pārvaldību un samazinot barības vielu ieplūdi ūdensobjektos
• Cauruļvadu tīkla paplašināšanas un attīrīšanas iekārtā novadītā nokrišņu ūdens daudzuma samazināšana līdz minimumam
• Palielināt dabiskās un uz vietas izmantotās nokrišņu ūdens apsaimniekošanas metodes, kas veicina biodaudzveidību dabā un pilsētu teritorijās, kam šajā gadījuma izpētē pievērsta galvenā uzmanība
• Lietus ūdens kā resursa, piemēram, ainavas elementa, izmantošana apūdeņošanai vai mitrājiem

Plānā ir noteikti arī konkrētāki mērķi attiecībā uz nokrišņu ūdens kvalitātes pārvaldību saņemošajos ūdensobjektos, piemēram, barības vielu piesārņojuma samazināšana un aļģu ziedēšanas novēršana Rietumsāmijas reģionā.

Vētras ūdens apsaimniekošanas plānā ir izklāstīti nosacījumi dabā balstītu risinājumu izmantošanai, piemēram, ielu plānojuma maiņa, lai nodrošinātu zaļās joslas un biofiltrācijas zonas, un telpu apsaimniekošanas struktūrām, jo lietus ūdens no intensīvi tirgotām ielām var pārvadāt metālus, eļļas un mikroplastmasu. Ieteikumi ietver ūdens kvalitātes pārvaldības īstenošanu, piemēram, lietus ūdens novadīšanu, un caurlaidīgu ietvju un vaļēju grāvju kā ielu drenāžas risinājumu plašāku izmantošanu. Pilsētu ielās tiek ieviesta jauna dabā balstīta drenāžas sistēma, kas ietver optimizēta veģetācijas maisījuma stādīšanu gar apmales malu, lai uzlabotu ūdens filtrēšanu līdz pamatā esošajai ūdens savākšanas sistēmai. Šī sistēma ir apvienota ar sensoriem nokrišņu ūdens kvalitātes un plūsmas attālinātai uzraudzībai un plūdiem drenāžas sistēmā.

Ir uzbūvētas astoņas jaunas pilsētu mitrāju teritorijas; septiņi gar Pien-Saimaan ezera krastiem un viens Ruoholampi ezera krastā netālu no Lappeenranta, pēdējais tika pabeigts 2023. gada septembrī. Septiņu Pien-Saimaan mitrāju teritorijā ir trīs dīķi un strautam līdzīgs posms, kas uz mitrājiem nogādā strauta ūdens tīklā savākto ūdeni. Dīķi palēnina ūdens plūsmu, ļaujot piesārņojošām vielām Saimaa ūdenī nosēsties apakšā. Dīķi ir būvēti dažādos augstumos uz nogāzes, un, tā kā ūdens līmenis var ievērojami atšķirties, baseini ir aprīkoti ar sistēmu, lai pielāgotos pārplūdēm. Ruoholampi mitrājs novērš barības vielu un cieto vielu ieplūšanu Ruoholampi ezerā un no turienes uz Pien-Saimaa. Tā arī uzlabo bioloģisko daudzveidību un, būdama uzbūvēta skolas tuvumā, skolēnu labklājību. Citas dabā balstītas nokrišņu ūdens apsaimniekošanas struktūras ir nokrišņu ūdens aiztures baseini (Heinäkatu) un Koulukatu infiltrācijas zona (TransformAr projekta izmēģinājuma vieta).

Heinäkatu aiztures baseinu izmanto, lai palēninātu nokrišņu ūdens noteci, tādējādi līdzsvarojot plūdu maksimumus spēcīgu lietusgāžu laikā, un tas darbojas kā nokrišņu ūdens kanalizācijas tīkla jaudas buferis. Ūdens tiek savākts aiztures zonā un novadīts sistēmā otrā galā. Aizturēšanas zonā ūdens plūsma palēninās, ļaujot nogulsnēties cietām vielām un citiem piesārņotājiem, lai ūdens, kas atgriezts nokrišņu ūdens kanalizācijā, būtu tīrāks. Veģetācija, kas laika gaitā attīstās baseinos, uzlabo ūdens attīrīšanu un palīdz iztvaikot. Objekts sastāv no diviem baseiniem ar dabīgā akmens aizsprostu starp tiem. Baseini ir sekli aptuveni 0,5 m dziļumā un var izžūt starp nokrišņu daudzumu. Aizsprostā ir uzstādīti pakāpieni, lai veicinātu baseinu rūpīgāku apskati, jo šo teritoriju izmanto arī kā mācību vidi tuvējās skolas skolēniem.

Koulukatu ielas renovācija ietver nokrišņu ūdens biofiltrācijas zonu ielas zaļajā daļā, kas samazina kanalizācijā un neattīrītos ūdensobjektos novadītā nokrišņu ūdens daudzumu. Vētras ūdens tiek absorbēts līdz gruntsūdens līmenim caur bioogļu un kaļķakmens strukturālajiem slāņiem, to uzlādējot.

Turklāt Huhtiniemi mākslīgajā gruntsūdens rūpnīcā Lapēnrantā sadzīves ūdeni iegūst, virszemes ūdeņus no Pien-Saimaa rietumu daļas infiltrējot gruntsūdeņos. Huhtiniemi ir vienīgais mākslīgais gruntsūdens objekts Lapēnrantā no 10 uzņemtajiem gruntsūdeņiem. Neapstrādāts ūdens tiek sūknēts no Saimā uz smilšu filtrēšanas baseiniem Huhtiniemi grēdā, kas kalpo kā dabisks filtrs, kas efektīvi attīra ūdeni. Pēc tam ūdens tiek sūknēts no akām un pirms iekļūšanas ūdens sadales tīklā tiek apstrādāts ar sārmu un dezinficēts ar ultravioleto starojumu.

Turklāt tiks uzlabota un uzraudzīta urbānās noteces sistēma, izmantojot jaunu sensoru kopumu un saistīto piesārņojuma, ūdens kvalitātes un plūsmas monitoringu drenāžas sistēmā. Turklāt iedzīvotājiem tiks dota iespēja uzraudzīt īstenotos risinājumus, izmantojot pūļa pakalpojumu viedtālruņu lietojumprogrammu.

Lai sagatavotu vētras ūdeņu apsaimniekošanas plānu, apspriešanās ar ieinteresētajām personām notika trīs darbsemināros 2019. gada rudenī, kuros piedalījās Lappeenrannan Energiaverkot Oy (vietējais ūdens un enerģijas sadales uzņēmums), Lapēnrantas pilsētas zemes īpašuma apsaimniekošana, pilsētplānošana, ielas un vide, vides pakalpojumi, ēku kontrole, Dienvidkarēlijas glābšanas dienests un Dienvidaustrumu Somijas ELY centrs (reģionālās attīstības centrs). Darbsemināru tēmas bija lietus ūdens un zemes izmantošanas plānošana, lietus ūdens un informācijas sistēmas un lietus ūdens dabiskā apsaimniekošana. Darbsemināru kopsavilkumi tika izmantoti, lai sagatavotu provizorisku saturu vētras ūdeņu apsaimniekošanas plānam, kā arī nepieciešamo dokumentu elektronisku sarakstu, kas ir šā plāna pamatā.

Telpu ierobežojumi ir nokrišņu ūdens apsaimniekošanas ierobežojums. Vētras ūdeņu apsaimniekošanas plānā ir norādīts, ka lietusūdeņu kvalitātes pārvaldības struktūras parasti ir tik lielas, lai nodrošinātu spēcīgas lietusgāzes vienu vai divas reizes gadā un papildu 20 % rezervi klimata pārmaiņām, tomēr dažās vietās var nebūt pietiekami daudz vietas, lai rīkotos pat tad, ja lietusgāzes notiek vienu reizi gadā. Šādā situācijā tika veikts izmaksu un ieguvumu novērtējums alternatīviem risinājumiem, piemēram, dabā balstītiem risinājumiem — Lapēnrantā attīstītajām pilsētu mitrāju teritorijām. Turklāt, palielinot nokrišņu ūdens struktūru skaitu, tiek palielināti arī ikgadējie uzturēšanas centieni un līdz ar to arī nepieciešamie cilvēkresursi.

Blīvi apbūvētās centrālās urbānās teritorijās svarīgs ir estētiskais aspekts. Plānā ierosināts noteces ūdeņus novirzīt ielu koku joslās un puķu dobēs, kas aprīkotas ar infiltrācijas konstrukcijām apvienojumā ar pazemes drenāžas risinājumiem, piemēram, Lapēnrantā.

Iespējamais ierobežojošais faktors ir koordinācija starp iesaistītajām iestādēm un dalībniekiem. Par mitrāju uzturēšanu un apsaimniekošanu atbild Greenreality, pašvaldības dienests vides aizsardzībai un pilsētas ilgtspējīgai attīstībai, savukārt citas lietusūdeņu apsaimniekošanas struktūras, piemēram, lietusūdeņu aiztures baseinus (Heinäkatu) un Koulukatu infiltrācijas zonu (projekta TransformAr izmēģinājuma teritorija), ielu un zaļo zonu uzturēšanas ietvaros pārvalda Ielu un pilsētvides departaments. Koordinācija starp privāto un publisko atbildību par nokrišņu ūdens apsaimniekošanu un pieslēgšanos galvenajiem drenāžas tīkliem privātu īpašumu gadījumā arī var būt ierobežojošs faktors plānam. Īpašas bažas rada notekūdeņu apsaimniekošana no rūpnieciskām teritorijām, ņemot vērā plašo piesārņojošo vielu klāstu, ko tās var novadīt, kas savukārt prasa individuālus risinājumus.

Mitrāju būvniecība ir bijusi īpaši veiksmīga, un šķiet, ka tā nav cietusi no būtiskiem ierobežojošiem faktoriem. Lauksaimnieciskās darbības samazināšanās dēļ Lapēnrantas apgabalā zemes pieejamība nebija problēma. Vienīgais, pagaidu ierobežojošais faktors ir laiks - paiet aptuveni trīs gadi, līdz mitrājs pilnībā veic savas ūdens filtrēšanas un regulēšanas funkcijas. Turklāt mitrājiem ir arī ainaviska ietekme, un tie palielina iesaistīto teritoriju pievilcību atpūtai.

Papildu ieguvums ir risinājumu atkārtojamība. Lapēnrantas pilsēta pievienojās “Apvārsnis 2020” TransformAr projektam kā demonstrācijas vietas partnere, lai uzlabotu un demonstrētu dažus pielāgošanās pasākumus, kas veikti saskaņā ar vētras ūdeņu apsaimniekošanas plānu. Šo pielāgošanās pasākumu iekļaušana TransformAr projektā sniedz unikālu iespēju uzraudzīt to attīstību un novērtēt to efektivitāti un pārnesamību. Ņemot to vērā, projekta ietvaros ir izstrādāta turpinājuma programma ar Norvēģijas pilsētu Gjøvik, pilsētu ar aptuveni 30 000 iedzīvotāju Mjøsa ezerā, kas ir lielākais ezers Norvēģijā. Gjøvik ir izvēlēts par Lappeenranta replikatoru, ņemot vērā to līdzīgo klimatisko neaizsargātību pilsētplānošanas un ūdens apsaimniekošanas ziņā. TransformAr projekts uzrauga tāda paša pielāgošanās risinājuma īstenošanu Gjøvik kā Lappeenranta.

Zaļo zonu uzturēšanas izmaksas ietver ziemas uzturēšanu, tīrīšanu, būvju, aprīkojuma un aprīkojuma uzturēšanu un veģetācijas apsaimniekošanu. Kopējās zaļo zonu uzturēšanas izmaksas 2023. gadā bija 1,69 EUR/m2.

Mitrāju būvniecība un uzturēšana tiek plānota katrā objektā atsevišķi, tāpēc nav iespējams sniegt “tipiskus” datus par šīm izmaksām. Tomēr, lai ilustrētu ar mitrāju būvniecību saistītās izmaksas, Lapēnrantas administrācija ir sniegusi šādus piemērus:

• Heinäkatu aiztures baseina izmaksas bija EUR 44/m² par 3000 m² platību, kopā EUR 132 000. Tas ietver materiālu, transporta un darbaspēka izmaksas, jaunu koku un veģetācijas stādīšanas izmaksas, būvlaukuma darbus, tostarp būvniecības pārvaldību un citus būvlaukuma uzdevumus, kā arī būvniecības uzdevumus, ko tieši sedz pilsētas administrācija.
• Koulukatu infiltrācijas zona maksā 340 EUR/m² par 245 m², kopā 83 300 EUR. Tas ietver materiālu izmaksas infiltrācijas zonai un caurulēm, kas novada nokrišņu ūdeni šajā zonā, saistītās transporta un darbaspēka izmaksas, jaunu koku un veģetācijas stādīšanas izmaksas, kā arī būvlaukuma darbus, tostarp būvniecības pārvaldību un citus būvlaukuma uzdevumus, un būvniecības uzdevumus, ko tieši sedz pilsētas administrācija.
• Visbeidzot, monitoringa/sensoru izmaksas, tostarp sensoru, uzstādīšanas, apkopes, pārvaldības, monitoringa un remonta pakalpojumi, kā arī datu pakalpojumi par 26 mēnešiem, kopā 21 000 EUR par 5 monitoringa punktiem 3 jomās.

Ieguvumi no šiem pasākumiem, kas ieviesti šajā gadījuma izpētē, nav novērtēti kvantitatīvā izteiksmē. Ūdens kvalitātes kontroles pastiprināšanai ir acīmredzamas priekšrocības Lapēnrantas iedzīvotāju un apmeklētāju labklājībā attiecībā uz veselības drošību, kas izriet no uzticamiem ūdens standartiem mājsaimniecības vajadzībām un atpūtas vajadzībām, pat plūdu gadījumā. Dabā balstītu risinājumu izmantošana mitrāju izveidei pašvaldības teritorijā palielina zaļo zonu pieejamību. Mitrāju tīkls arī palielina bioloģisko daudzveidību un nodrošina dzīvotni daudziem putniem un kukaiņiem.

Lapēnrantas pašvaldības tiešās vadības pamats jaunajā lietusūdeņu apsaimniekošanas programmā (tostarp DBR) izriet no Ūdens apsaimniekošanas likuma grozījuma 2014. gadā. Iepriekš lietusūdeņu apsaimniekošanu reglamentēja Ūdens resursu apsaimniekošanas likums; pēc grozījuma pieņemšanas lietusūdeņu apsaimniekošanu tagad reglamentē Zemes izmantošanas un būvniecības likums, lai veicinātu lietusūdeņu apsaimniekošanu kopumā. Saskaņā ar Zemes izmantošanas un būvniecības likumu par nokrišņu ūdens apsaimniekošanas organizēšanu ir atbildīga pašvaldība. Tas automātiski nenozīmē privātīpašuma iekļaušanu sistēmā, kam nepieciešama publiskā un privātā sektora pienākumu koordinācija.

2018. gadā tika reorganizētas lietus ūdens tīkla un ūdensapgādes tīkla daļu īpašumtiesības (Pilsētas domes lēmums). Pēc īpašumtiesību maiņas starp pilsētu un ūdensapgādes uzņēmumu tika parakstīts četru gadu pakalpojumu līgums, kurā bija iekļauts arī pienākums sagatavot pilsētas mēroga lietusūdens plānu. Stormwater apsaimniekošanas pamatā ir zonējuma noteikumi, pilsētas Stormwater apsaimniekošanas prioritātes (2.2. iedaļa) un Būvniecības kodekss. Lapēnrantas pilsētai pieder arī lietus ūdens kanalizācijas tīkls.

Jau ir ieviesti astoņi dabā balstīti pasākumi. Paredzams, ka jaunā atklāto grāvju sistēma kopā ar sensoriem, amatierzinātnes tīkls un apsekojums tiks pabeigti līdz 2025. gada beigām TransformAr projekta termiņā. Kopumā šīs programmas ietvaros tiks ieviestas 11 dabā balstītas risinājumu vietas, tostarp Koulukatu infiltrācijas zona (TransformAr izmēģinājuma vieta).

Paredzams, ka mitrāji, ja tos pienācīgi uzturēs, ilgs nenoteiktu laiku. No otras puses, sensori ir salīdzinoši īslaicīgi no aptuveni gada līdz 10 gadiem vai mazāk atkarībā no konkrētajiem apstākļiem uzstādīšanas vietā, un kļūmes gadījumā tie būs jāaizstāj (sīkāku informāciju sk. Zhu et al, 2023).

Sanna Varis

sanna.varis@lappeenranta.fi

Lapēnrantas pilsētas vētras ūdens apsaimniekošanas plāns (Lappeenrannnan Kaupungin Hulevesien Hallinnan Ohjelma)

Zhu et al. (2023). Zemo izmaksu sensoru galalietotāja perspektīva pilsētas nokrišņu ūdens monitoringam: pārskatīšana. Ūdens zinātne & Tehnoloģija 87 (11): 2648–2684. https://doi.org/10.2166/wst.2023.142