Lappeenranta, Finlandiya'da yüzey suyu kalitesinin korunması

Finlandiya'da, Lappeenranta yakınlarındaki Saimaa Gölü'ndeki su kalitesi, iklim değişikliği nedeniyle artan yağış, sel ve aşırı hava olayları nedeniyle risk altındadır. Eriyen kardan gelen su ve su, kirletici maddeleri (mikroplastikler, yağlar ve diğer kimyasallar, besin maddeleri, katı ve organik maddeler) göle taşır. Besin yüklemesi gölün ötrofikleşmesine neden oluyor. Besin kirliliğinin zararlı bir alg çiçeklenmesine yol açması durumunda, etkilenen suda içmek veya yüzmek ciddi sağlık sorunlarına neden olabilir. Örneğin, mavi-yeşil alglerin bulunduğu bir plajda yüzmek cildi tahriş edebilir veya mideye (örneğin mide bulantısı, mide ağrısı, ishal, kusma) veya grip benzeri semptomlara (örneğin burun akıntısı, baş ağrısı, göz tahrişi, ateş) neden olabilir. Saimaa Gölü bir içme suyu kaynağı ve bir eğlence merkezi olduğu için bu özellikle sorunludur.

Bu nedenle fırtına ve eriyik su yönetimi bu zorlukların üstesinden gelmek için merkezidir. Mevcut İklim Programı, şehir yağmur suyu ve kanalizasyon sistemlerinde yağmur suyu ve eriyik su miktarlarını azaltmak için hedeflere sahiptir. Belediyenin Fırtına Suyu Yönetim Planı, mevcut ağların ve tesislerin gelecekteki taleplere uyarlanması ve şehrin yağmur suyu ve eriyik sulardan istenmeyen maddeleri filtreleme yeteneğini artırma ihtiyacını açıklamaktadır.

Lappeenranta için sürdürülebilir yağmur suyu arıtımı için kapsamlı bir plan tasarlamak karmaşık bir görevdir. Şehir beş havzaya (Saimaa, Saimaa Kanava, Ruoholampi, Rakkolanjoki ve Alajoki) yayılmıştır. Tüm şehirler gibi, Lappeenranta da bileşenleri (parklar, yollar, konutlar, ticari binalar, endüstriler vb.) arasındaki karmaşık fiziksel, mülkiyet ve yasal ilişkilere sahip karmaşık bir kentsel sistemdir.

Fırtına Suyu Yönetim Planı, doğal alan rezervlerinin varlığı, tarihi miras alanları veya değerli peyzaj alanlarının varlığı gibi yağmur suyu yönetim altyapısının tasarımında göz önünde bulundurulması gereken konuları vurgulamaktadır. Kilit bir konu, iklim değişikliği nedeniyle aşırı olaylarda beklenen artış ve yerel spesifik koşullar ve güvenlik açıkları — özellikle deşarj su gövdesinin büyüklüğü ve durumu göz önünde bulundurularak, sistemin başa çıkabilmesi gereken maksimum yağış seviyesidir.

Fırtına Suyu Yönetim Planında belirtildiği gibi su yönetiminin genel amacı, rekreasyonel olanlar da dahil olmak üzere insan kullanımları için ekolojik durum ve su kalitesi açısından yeraltı suyunun bozulmasını önlemektir. Plan, yağmur suyu yönetimi için aşağıdaki hedefleri listeler:

• Fırtına suyundan kaynaklanan sel hasarını yönetmek ve muhtemelen önlemek
• Zararlı maddelerin yeraltı sularına girmesini önleyerek ve suyun yeraltı sularına emilimini optimize ederek yeraltı suyu kaynaklarını korumak
• Su kütlelerine besin girdilerini azaltarak yağmur suyu kalite yönetimi yoluyla su kütlelerinin rekreasyonel kullanımının korunması
• Boru hattı ağının genişlemesini ve arıtma tesisine boşaltılan yağmur suyu miktarını en aza indirmek
• Bu vaka çalışmasının ana odağı olan doğa ve kentsel alanlarda biyoçeşitliliği teşvik eden doğal ve yerinde yağmur suyu yönetimi yöntemlerinin arttırılması
• Sulama veya sulak alan için bir peyzaj özelliği gibi bir kaynak olarak yağmur suyunun kullanılması

Plan ayrıca, besin kirliliğini azaltmak ve batı Saimaa bölgesindeki alg çiçeklerini önlemek gibi su kütlelerinin alınmasında yağmur suyu kalitesinin yönetilmesi için daha spesifik hedefler belirlemektedir.

Fırtına Suyu Yönetim Planı, yeşil şeritler ve biyofiltrasyon alanları sağlamak için sokak düzenini değiştirmek ve yoğun ticareti yapılan sokaklardan gelen yağmur suyu metalleri, yağları ve mikroplastikleri taşıyabildiğinden yönetim yapıları için alan sağlamak gibi doğa tabanlı çözümlerin kullanım koşullarını belirler. Tavsiyeler, yağmur suyunu yönlendirmek gibi su kalitesi yönetiminin uygulanmasını ve geçirgen kaldırımların ve açık hendeklerin sokak drenaj çözümleri olarak kullanımını artırmayı içerir. Şehir sokaklarındaki yeni bir doğal drenaj sistemi, suyun altta yatan su toplama sistemine filtrasyonunu iyileştirmek için kaldırım boyunca optimize edilmiş bir bitki örtüsü karışımı dikmeyi de içeren yeni bir drenaj sistemi hayata geçiriliyor. Bu sistem, yağmur suyu kalitesinin ve akışının uzaktan izlenmesi ve drenaj sisteminde taşkın için sensörlerle birleştirilir.

Sekiz yeni kentsel sulak alan inşa edildi; Pien-Saimaan gölünün kıyıları boyunca yedi ve biri Lappeenranta yakınlarındaki Ruoholampi gölünün kıyısında, ikincisi Eylül 2023'te tamamlandı. Yedi Pien-Saima sulak alanlarının alanı üç gölet ve dere benzeri bir bölüm içerir, bu da dere su şebekesi tarafından toplanan suyu sulak alanlara getirir. Göletler su akışını yavaşlatır ve Saimaa suyundaki kirletici maddelerin altta yerleşmesine izin verir. Havuzlar bir yamaçta farklı yüksekliklerde inşa edilmiştir ve su seviyesi önemli ölçüde değişebildiğinden, havuzlar taşmalara uyum sağlayacak bir sistemle döşenmiştir. Ruoholampi sulak alanı, besin maddelerinin ve katı maddenin Ruoholampi gölüne ve oradan Pien-Saimaa’ya akmasını önler. Aynı zamanda biyoçeşitliliği geliştirir ve bir okulun yakınında inşa edilmek, öğrencilerin refahını sağlar. Diğer doğa temelli yağmur suyu yönetim yapıları arasında yağmur suyu tutma havzaları (Heinäkatu) ve Koulukatu infiltrasyon alanı (Transformar proje pilot alanı) bulunmaktadır.

Heinäkatu tutma havzası, yağmur suyunun akışını yavaşlatmak için kullanılır, böylece şiddetli yağışlar sırasında sel zirvelerini dengelemek ve yağmur suyu kanalizasyon ağı için bir kapasite tamponu görevi görür. Su tutma alanında toplanır ve diğer ucunda sisteme boşaltılır. Tutma alanında, su akışı yavaşlar, katıların ve diğer kirleticilerin birikmesine izin verir, böylece yağmur suyu kanalizasyonuna geri dönen su daha temizdir. Zamanla havzalarda gelişen bitki örtüsü, suyun arıtılmasını arttırır ve buharlaşmaya yardımcı olur. Tesis aralarında doğal bir taş baraj bulunan iki havzadan oluşmaktadır. Havzalar yaklaşık 0,5 m derinliğe sahip sığdır ve yağış olayları arasında kuruyabilir. Havuzların daha yakından incelenmesini teşvik etmek için barajda basamak taşları kuruldu, çünkü alan aynı zamanda yakındaki bir okulun öğrencileri için bir öğrenme ortamı olarak da kullanılıyor.

Koulukatu caddesinin yenilenmesi, sokağın yeşil bölümünde, kanalizasyona ve arıtılmamış su kütlelerine boşaltılan yağmur suyu miktarını azaltan bir yağmur suyu biyofiltrasyon alanı içerir. Yağmur suyu, biyochar ve kireçtaşının yapısal katmanları aracılığıyla yeraltı suyu masasına emilir ve yeniden şarj edilir.

Dahası, Lappeenranta'daki Huhtiniemi yapay yeraltı suyu tesisinde, evsel sular Pien-Saimaa'nın batı kısmından yeraltı suyuna sızarak üretilir. Huhtiniemi, Lappeenranta'daki toplam 10 yeraltı suyu alımından tek yapay yeraltı suyu tesisidir. Ham su, Saimaa'dan suyu etkili bir şekilde arındıran doğal bir filtre olarak hizmet eden Huhtiniemi sırtındaki kum filtrasyon havzalarına pompalanır. Su daha sonra kuyulardan pompalanır ve su dağıtım ağına girmeden önce alkalizasyon tedavisi ve ultraviyole dezenfeksiyonundan geçer.

Buna ek olarak, kentsel akış sistemi, bir dizi yeni sensör ve drenaj sistemi içindeki kirlenme, su kalitesi ve akışın birleştiği bir dizi ile geliştirilecek ve izlenecektir. Ayrıca, sakinlere uygulanan çözümleri bir crowdsourcing akıllı telefon uygulaması aracılığıyla izleme fırsatı verilecektir.

Fırtına Suyu Yönetim Planı'nı hazırlamak için, paydaş danışma süreci, 2019 sonbaharında Lappeenrannan Energiaverkot Oy (yerel bir su ve enerji dağıtım kuruluşu), Lappeenranta Şehri'nin Arazi Mülkiyet Yönetimi, Şehir Planlaması, Sokaklar ve Çevre, Çevre Hizmetleri, Bina Kontrolü, Güney Karelia Kurtarma Servisi ve Güney-Doğu Finlandiya ELY Merkezi'nin (bölgesel kalkınma merkezi) katılımıyla gerçekleştirildi. Atölyelerin temaları yağmur suyu ve arazi kullanım planlaması, yağmur suyu ve bilgi sistemleri ve yağmur suyunun doğal yönetimi idi. Atölyelerin özetleri, Fırtına Suyu Yönetim Planı için bir ön içerik kümesinin yanı sıra, bu planın dayandığı gerekli belgelerin elektronik bir listesini üretmek için kullanılmıştır.

Uzay kısıtlamaları yağmur suyu yönetiminde bir sınırlamadır. Fırtına Suyu Yönetim Planı, yağmur suyu kalite yönetim yapılarının tipik olarak yılda bir veya iki yılda bir şiddetli yağış için boyutlandırıldığını ve iklim değişikliği için ek% 20'lik bir marj sağladığını, ancak bazı yerlerde yılda bir kez yağış olayını bile idare etmek için yeterli yer olmadığını belirtmektedir. Böyle bir durumda, Lappeenranta'da geliştirilen kentsel sulak alanlar gibi alternatif çözümlerin maliyet/fayda değerlendirmesi gerçekleştirildi. Ayrıca, yağmur suyu yapılarının sayısının arttırılması, yıllık bakım çabalarını ve dolayısıyla gerekli insan kaynağını da artırmaktadır.

Yoğun bir şekilde inşa edilmiş merkezi kentsel alanlarda, estetik bir yönü önemlidir. Plan, Lappeenranta'da inşa edilenler olarak yeraltı drenaj çözümleriyle birleştirilmiş infiltrasyon yapıları ile donatılmış sokakların ağaç şeritlerine ve çiçek yataklarına kanalize edilmesini öneriyor.

Potansiyel bir sınırlayıcı faktör, ilgili kurumlar ve aktörler arasındaki koordinasyondur. Şehrin çevre koruma ve sürdürülebilir gelişimi için belediyenin hizmeti olan Greenreality'nin sorumluluğundadır; yağmur suyu tutma havzaları (Heinäkatu) ve Koulukatu infiltrasyon alanı gibi diğer yağmur suyu yönetim yapıları sokakların ve yeşil alanların bakımının bir parçası olarak Sokaklar ve Kentsel Çevre departmanı tarafından yönetilmektedir. Yağmur suyunun yönetilmesi ve özel mülkler durumunda ana drenaj şebekelerine bağlanması için özel ve kamu sorumluluğu arasındaki koordinasyon da Plan için sınırlayıcı bir faktör olabilir. Özellikle endişe verici olan, boşaltabilecekleri çok çeşitli kirleticiler nedeniyle endüstriyel sitelerden akış yönetimidir ve bu da duruma göre çözümler gerektirir.

Sulak alan yapımı özellikle başarılı olmuştur ve büyük sınırlayıcı faktörlere maruz kalmamıştır. Lappeenranta bölgesindeki tarımsal faaliyetlerin azalması nedeniyle arazi kullanılabilirliği bir sorun değildi. Tek, geçici sınırlayıcı faktör zaman — bir sulak alanın su filtrasyon ve düzenleme işlevlerini tam olarak yerine getirmesi yaklaşık üç yıl sürer. Artı tarafta, sulak alanlar da doğal etkilere sahiptir ve ilgili alanların rekreasyonel çekiciliğini arttırır.

Ek bir fayda, çözümlerin çoğaltılabilirliğidir. Lappeenranta Şehri, Fırtına Suyu Yönetim Planı çerçevesinde alınan bazı adaptasyon eylemlerini geliştirmek ve göstermek için H2020 transformar projesine bir gösteri sitesi ortağı olarak katıldı. Bu adaptasyon eylemlerinin transformar projesi tarafından kapsamı, gelişimlerini izlemek ve etkinliklerini ve aktarılabilirliklerini ölçmek için eşsiz bir fırsat sunuyor. İkincisi göz önüne alındığında, Norveç’in en büyük gölü olan Mjøsa gölünde yaklaşık 30,000 nüfuslu bir şehir olan Norveç şehri Gjøvik ile proje kapsamında bir takip programı geliştirilmiştir. Gjøvik, kentsel planlama ve su yönetimi açısından benzer iklim kırılganlığı nedeniyle Lappeenranta için çoğaltıcı olarak seçilmiştir. Transformar projesi, Gjøvik'te Lappeenranta'da olduğu gibi aynı adaptasyon çözümünün uygulanmasını izlemektir.

Yeşil alanların bakımının maliyeti kış bakımı, temizlik, yapıların bakımı, ekipman ve mobilyalar ve bitki örtüsü yönetimini içerir. 2023 yılında yeşil alanlar için genel bakım maliyeti 1,69 EUR/m² idi.

Sulak alan yapımı ve bakımı saha bazında planlanmaktadır, bu nedenle bu maliyetler için "tipik" bir rakam sağlanamaz. Bununla birlikte, ilgili maliyet aralığının bir örneği olarak, Lappeenranta yönetimi sulak alanların inşası için aşağıdaki örnekleri sağlamıştır:

• Heinäkatu tutma havzası, 3.000 m² alan için 44 EUR/m² maliyetine sahipti ve toplam 132,000 EUR idi. Bu, malzemeler, ulaşım ve işçilik maliyetleri, yeni ağaç ve bitki örtüsü dikme maliyetleri, inşaat yönetimi ve diğer saha görevleri de dahil olmak üzere şantiye çalışmaları ve doğrudan şehir yönetimi tarafından karşılanan inşaat görevlerini içerir.
• Koulukatu infiltrasyon alanı maliyeti 340 EUR/m² için 245 m², toplam 83,300 EUR. Bu, infiltrasyon alanı için malzemelerin ve bölgeye fırtına suyunu boşaltan boruların maliyetlerini, ilgili ulaşım ve işçilik maliyetlerini, yeni ağaç ve bitki örtüsü dikme maliyetlerinin yanı sıra inşaat yönetimi ve diğer saha görevleri de dahil olmak üzere şantiye işlerini ve doğrudan şehir yönetimi tarafından karşılanan inşaat görevlerini içerir.
• Son olarak, sensörler, kurulum, bakım, yönetim, izleme ve onarım hizmetleri ve 26 ay boyunca veri hizmetleri dahil olmak üzere izleme /sensör maliyetleri, 3 alanda 5 izleme noktası için toplam 21,000 EUR.

Bu vaka çalışması kapsamında uygulanan bu önlemlerin faydaları kantitatif terimlerle değerlendirilmemiştir. Su kalitesi üzerindeki kontrolün güçlendirilmesi, Lappeenranta vatandaşlarının ve ziyaretçilerinin refahı için, iç kullanımlar için güvenilir su standartlarından kaynaklanan sağlık güvenliği açısından ve su baskınlarının varlığında bile, eğlence amaçlı olarak bariz faydalara sahiptir. Belediyenin topraklarında sulak alanlar oluşturmak için doğa tabanlı çözümlerin kullanılması yeşil alanların mevcudiyetini arttırır. Sulak alanlar ağı ayrıca biyoçeşitliliği arttırır ve birçok kuş ve böcek için bir yaşam alanı sağlar.

Lappeenranta belediyesinin yeni yağmur suyu yönetim programında (NBS dahil) doğrudan liderliğinin temeli, 2014 yılında Su Yönetimi Yasası'nda yapılan bir değişiklikten kaynaklanmaktadır. Daha önce, yağmur suyu yönetimi Su Yönetimi Yasası'nda düzenlenmiştir; değişikliğin ardından, yağmur suyu yönetimi, yağmur suyu yönetimini bütün olarak teşvik etme amacı ve amacı ile Arazi Kullanım ve Yapı Yasası ile düzenlenmektedir. Arazi Kullanımı ve Yapı Yasası uyarınca, yağmur suyu yönetimini organize etme sorumluluğu belediyeye aittir. Bu, kamu ve özel sorumlulukların koordinasyonunu gerektiren özel mülkiyetin sisteme dahil edilmesine otomatik olarak dönüşmez.

2018 yılında, yağmur suyu ağının ve su tedarik ağının bir kısmının mülkiyeti yeniden düzenlendi (Şehir Konseyi kararı). Mülkiyet değişikliğinden sonra, şehir genelinde bir yağmur suyu planı hazırlama yükümlülüğünü de içeren şehir ve su şebekesi arasında dört yıllık bir hizmet anlaşması imzalandı. Yağmur suyu yönetimi, imar düzenlemeleri, Şehrin Fırtına Suyu Yönetimi Öncelikleri (Bölüm 2.2) ve Bina Kodu tarafından yönlendirilir. Lappeenranta şehri ayrıca yağmur suyu drenaj ağının sahibidir.

Doğaya dayalı sekiz önlem şimdiden uygulandı. Sensörler, vatandaş bilim ağı ve anket ile birleşen yeni açık hendek sisteminin, transformar projesinin zaman çerçevesi içinde 2025 yılının sonuna kadar tamamlanması bekleniyor. Bu program kapsamında Koulukatu infiltrasyon alanı (TransformarPilot Site) dahil olmak üzere toplam 11 doğa tabanlı çözüm sahası uygulanacaktır.

Sulak alanların, düzgün bir şekilde korunursa, süresiz olarak sürmesi beklenir. Öte yandan, sensörler, kurulum yerindeki belirli koşullara bağlı olarak yaklaşık bir yıldan 10 yıla veya daha kısa ömürlüdür ve arıza durumunda değiştirilmesi gerekecektir (ayrıntılar için Zhu et al, 2023).

Sanna Varis

sanna.varis@lappeenranta.fi

Lappeenranta Fırtına Suyu Yönetim Planı (Lappeenrannnan Kaupungin Hulevesien Hallinnan ohjelma)

Zhu ve ark. (2023). Kentsel yağmur suyu izleme için düşük maliyetli sensörlerin son kullanıcı perspektifi: bir gözden geçirme. Su Bilimi ve Teknolojisi 87 (11): 2648-2684. https://doi.org/10.2166/wst.2023.142