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 sel suyu ve su, kirletici maddeleri (mikroplastikler, yağlar ve diğer kimyasallar, besin maddeleri, katı ve organik maddeler) göle taşır. Besin yükleme gölün ötrofikasyonuna neden oluyor. Besin kirliliğinin zararlı bir alg çiçeğine yol açması durumunda, etkilenen suda içmek veya yüzmek ciddi sağlık komplikasyonlarına neden olabilir. Örneğin, mavi-yeşil alglerin bulunduğu bir plajda yüzmek cildi tahriş edebilir veya mideye (örneğin bulantı, 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 eğlence merkezi olduğu için bu özellikle sorunludur.

Bu nedenle fırtına ve erimiş su yönetimi, bu zorlukların üstesinden gelmek için merkezi bir öneme sahiptir. Mevcut İklim Programı, şehirdeki yağmur suyu ve kanalizasyon sistemlerinde yağmur suyu ve eriyik su miktarlarını azaltmak için hedeflere sahiptir. Belediyenin Yağmursuyu Yönetim Planı, mevcut ağları ve tesisleri gelecekteki taleplere uyarlama ve şehrin yağmursuyu ve eriyik suyundan istenmeyen maddeleri filtreleme yeteneğini artırma ihtiyacını açıklar.

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

Fırtına Suyu Yönetim Planı, yeni yağmur suyu yönetim tesisleri için alanları belirlerken geniş bir rıhtım verilmesi gereken doğal alan rezervlerinin, tarihi miras alanlarının veya değerli peyzaj alanlarının varlığı gibi yağmur suyu yönetim altyapısının tasarımında göz önünde bulundurulması gereken konuları vurgulamaktadır. Önemli bir konu, iklim değişikliği nedeniyle aşırı olaylarda beklenen artış ve yerel özel koşullar ve güvenlik açıkları - özellikle de deşarj suyu gövdesinin büyüklüğü ve durumu - göz önüne alındığında, sistemin başa çıkabilmesi gereken maksimum yağış seviyesidir.

Yağmur Suyu Yönetim Planı'nda 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:

• Yağmur suyundan kaynaklanan taşkın hasarını yönetmek ve muhtemelen önlemek
• Zararlı maddelerin yeraltı suyuna girmesini önleyerek ve suyun yeraltı suyuna emilimini optimize ederek yeraltı suyu kaynaklarını koruyun
• Su kütlelerine besin girdilerini azaltarak yağmur suyu kalite yönetimi yoluyla su kütlelerinin rekreasyonel kullanımını korumak
• Boru hattı ağının genişlemesini ve arıtma tesisine boşaltılan yağmur suyu miktarını en aza indirmek
• Bu vaka çalışmasının ana odağı olan doğada ve kentsel alanlarda biyoçeşitliliği teşvik eden doğal ve yerinde yağmur suyu yönetimi yöntemlerinin artırılması
• Sulama veya sulak alan için yağmur suyunu peyzaj özelliği gibi bir kaynak olarak kullanma

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

Fırtına Suyu Yönetim Planı, yeşil şeritler ve biyofiltrasyon alanları sağlamak için sokak düzenini değiştirmek ve yönetim yapıları için alan sağlamak gibi doğaya dayalı çözümlerin kullanım koşullarını belirler, çünkü yoğun olarak ticareti yapılan sokaklardan gelen yağmur suyu metalleri, yağları ve mikroplastikleri taşıyabilir. Öneriler arasında yağmur suyunu yönlendirmek gibi su kalitesi yönetiminin uygulanması ve sokak drenaj çözümleri olarak geçirgen kaldırımların ve açık hendeklerin kullanımının artırılması yer alıyor. Şehrin sokaklarında, suyun altta yatan su toplama sistemine filtrasyonunu iyileştirmek için kaldırım boyunca optimize edilmiş bir bitki örtüsü karışımının dikilmesini içeren yeni bir doğa tabanlı drenaj sistemi uygulanıyor. Bu sistem, yağmur suyu kalitesinin ve akışının uzaktan izlenmesi ve drenaj sistemindeki taşkın için sensörlerle birleştirilir.

Sekiz yeni kentsel sulak alan inşa edildi; Pien-Saimaan gölünün kıyılarında yedi, Lappeenranta yakınlarındaki Ruoholampi gölünün kıyısında bir tane, ikincisi Eylül 2023'te tamamlandı. Yedi Pien-Saimaan sulak alanının alanı, üç gölet ve akarsu su şebekesi tarafından toplanan suyu sulak alanlara getiren akarsu benzeri bir bölüm içerir. Göletler su akışını yavaşlatarak Saimaa suyundaki kirletici maddelerin dibe yerleşmesini sağlar. Göletler bir yamaçta farklı yüksekliklerde inşa edilmiştir ve su seviyesi önemli ölçüde değişebildiğinden, havuzlar taşmaları karşılamak için bir sistemle döşenmiştir. Ruoholampi sulak alanı, besinlerin ve katı maddenin Ruoholampi gölüne ve oradan Pien-Saimaa'ya akmasını önler. Aynı zamanda biyoçeşitliliği ve bir okulun yakınında inşa edilen öğrencilerin refahını da geliştirir. Diğer doğa tabanlı yağmur suyu yönetim yapıları arasında yağmur suyu tutma havzaları (Heinäkatu) ve Koulukatu infiltrasyon alanı (TransformAr proje pilot sahası) bulunmaktadır.

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

Koulukatu sokağının yenilenmesi, sokağın yeşil bölümünde kanalizasyon ve işlenmemiş su kütlelerine boşaltılan yağmur suyu miktarını azaltan bir yağmur suyu biyo-filtrasyon alanı içerir. Yağmur suyu, biyokömür ve kireçtaşının yapısal katmanları aracılığıyla yeraltı suyu tablosuna emilir ve yeniden şarj edilir.

Ayrıca, Lappeenranta'daki Huhtiniemi yapay yeraltı suyu tesisinde, Pien-Saimaa'nın batı kesiminden yeraltı suyuna yüzey suyunun sızmasıyla evsel su üretilir. Huhtiniemi, Lappeenranta'daki toplam 10 yeraltı suyu alımından tek yapay yeraltı suyu tesisidir. Ham su, Saimaa'dan Huhtiniemi sırtındaki kum filtrasyon havzalarına pompalanır ve bu da suyu etkili bir şekilde arındıran doğal bir filtre görevi görür. Su daha sonra kuyulardan pompalanır ve su dağıtım şebekesine girmeden önce alkalizasyon işlemine ve ultraviyole dezenfeksiyonuna tabi tutulur.

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

Fırtına Suyu Yönetim Planı'nı hazırlamak için paydaş danışma süreci, 2019 sonbaharında Lappeenrannan Energiaverkot Oy (yerel bir su ve enerji dağıtım kuruluşu), Lappeenranta Şehri Arazi Mülkiyet Yönetimi, Şehir Planlama, Sokaklar ve Çevre, Çevre Hizmetleri, Bina Kontrolü, Güney Karelya Kurtarma Hizmeti ve Güney Doğu Finlandiya ELY Merkezi'nin (bölgesel bir kalkınma merkezi) katılımıyla üç atölyede gerçekleştirildi. Atölyelerin temaları yağmur suyu ve arazi kullanım planlaması, yağmur suyu ve bilgi sistemleri ve yağmur suyunun doğal yönetimiydi. Atölyelerin özetleri, Fırtına Suyu Yönetim Planı için bir ön içerik seti ve bu planın dayandığı gerekli belgelerin elektronik bir listesini oluşturmak için kullanıldı.

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 bile yeterli yer olmayabileceğini belirtiyor. yılda bir kez yağış olayı. Bu durumda, doğaya dayalı çözümler - Lappeenranta'da geliştirilen kentsel sulak alanlar gibi alternatif çözümlerin maliyet/fayda değerlendirmesi yapılmıştır. Ayrıca, yağmur suyu yapılarının sayısının arttırılması, yıllık bakım çabasını ve dolayısıyla gerekli insan kaynağını da artırmaktadır.

Yoğun bir şekilde inşa edilmiş merkezi kentsel alanlarda, estetik bir yön önemlidir. Plan, Lappeenranta'da inşa edilenler gibi, yeraltı drenaj çözümleri ile birleştiğinde, sızma yapıları ile donatılmış sokaklara ve ağaç şeritlerine ve çiçek yataklarına kanalize edilmesini önermektedir.

Potansiyel bir sınırlayıcı faktör, ilgili kurumlar ve aktörler arasındaki koordinasyondur. Sulak alan bakımı ve yönetimi, kentin çevre koruma ve sürdürülebilir kalkınması için belediyenin hizmeti olan Greenreality'nin sorumluluğundadır; yağmur suyu tutma havzaları (Heinäkatu) ve Koulukatu infiltrasyon alanı (TransformAr proje pilot sahası) gibi diğer yağmur suyu yönetim yapıları, sokakların ve yeşil alanların bakımının bir parçası olarak Sokaklar ve Kentsel Çevre departmanı tarafından yönetilmektedir. Yağmur suyunu yönetmek ve özel mülkler söz konusu olduğunda ana drenaj ağlarına bağlanmak için özel ve kamu sorumluluğu arasındaki koordinasyon da Plan için sınırlayıcı bir faktör olabilir. Özellikle endişe verici olan, boşaltabilecekleri çok çeşitli kirleticiler nedeniyle endüstriyel sahalardan akış yönetimidir ve bu da duruma göre çözümler gerektirir.

Sulak alan inşaatı özellikle başarılı olmuştur ve büyük sınırlayıcı faktörlere maruz kalmamış gibi görünmektedir. Lappeenranta bölgesindeki tarımsal faaliyetlerin azalması nedeniyle arazi mevcudiyeti bir sorun değildi. Tek, geçici sınırlayıcı faktör zaman - bir sulak alanın su filtrasyonu 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 avantaj, çözümlerin tekrarlanabilirliğidir. Lappeenranta Şehri, Fırtına Suyu Yönetim Planı çerçevesinde alınan bazı adaptasyon eylemlerini geliştirmek ve göstermek için bir gösteri alanı ortağı olarak H2020 TransformAr projesine katıldı. Bu adaptasyon eylemlerinin TransformAr projesi tarafından kapsanması, gelişimlerini izlemek ve etkinliklerini ve aktarılabilirliklerini ölçmek için eşsiz bir fırsat sunar. İkincisi göz önüne alındığında, Norveç'in en büyük gölü olan Mjøsa gölünde yaklaşık 30.000 nüfuslu bir şehir olan Norveç şehri Gjøvik ile proje içinde bir takip programı geliştirilmiştir. Gjøvik, kentsel planlama ve su yönetimi açısından benzer iklim kırılganlıkları nedeniyle Lappeenranta için çoğaltıcı olarak seçildi. TransformAr projesi, Lappeenranta'da olduğu gibi Gjøvik'te de aynı adaptasyon çözümünün uygulanmasını izliyor.

Yeşil alanların bakımının maliyeti kış bakımı, temizlik, yapıların, ekipmanların ve mobilyaların bakımı ve bitki örtüsü yönetimini içerir. 2023 yılında yeşil alanlar için toplam bakım maliyeti 1.69 € / m² idi.

Sulak alan inşaatı ve bakımı saha bazında planlanır, 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 toplam 44 € / m² tutarında bir maliyete sahipti ve toplam 132.000 € idi. Bu, malzeme, nakliye ve işçilik maliyetlerini, yeni ağaç ve bitki örtüsü dikim maliyetlerini, inşaat yönetimi ve diğer saha görevleri dahil olmak üzere şantiye çalışmalarını ve doğrudan şehir yönetimi tarafından karşılanan inşaat görevlerini içerir.
• Koulukatu infiltrasyon alanı 245 m² için 340 € / m² maliyeti, toplam 83.300 €. Bu, infiltrasyon alanı için malzemelerin ve bölgeye yağmur suyunu boşaltan boruların maliyetlerini, ilgili nakliye ve işçilik maliyetlerini, yeni ağaç ve bitki örtüsü dikim maliyetlerini, ayrıca inşaat yönetimi ve diğer saha görevleri de dahil olmak üzere şantiye çalışmalarını 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 €.

Bu vaka çalışmasında uygulanan bu önlemlerin faydaları nicel olarak değerlendirilmemiştir. Su kalitesi üzerindeki kontrolün güçlendirilmesi, Lappeenranta'nın vatandaşlarının ve ziyaretçilerinin refahı için, sel olaylarının varlığında bile, ev içi kullanımlar ve rekreasyonel amaçlar için güvenilir su standartlarından kaynaklanan sağlık güvenliği açısından bariz faydalara sahiptir. Belediye topraklarında sulak alanlar oluşturmak için doğaya dayalı çözümlerin kullanılması yeşil alanların mevcudiyetini artırır. Sulak alanlar ağı aynı zamanda biyoçeşitliliği arttırır ve birçok kuş ve böcek için bir yaşam alanı sağlar.

Yeni yağmur suyu yönetimi programında (NBS dahil) Lappeenranta belediyesinin doğrudan liderliğinin temeli, 2014 yılında Su Yönetimi Yasası'nda yapılan bir değişiklikten kaynaklanmaktadır. Daha önce, yağmur suyu yönetimi Su Yönetimi Yasası'nda düzenlenmiştir; Değişiklikten sonra, yağmur suyu yönetimi artık tamamen yağmur suyu yönetimini teşvik etmek amacıyla Arazi Kullanımı ve Yapım Yasası ile düzenlenmektedir. Arazi Kullanımı ve Yapım Yasası uyarınca, yağmur suyu yönetimini organize etme sorumluluğu belediyeye aittir. Bu, otomatik olarak özel mülkiyetin sisteme dahil edilmesine dönüşmez, bu da kamu ve özel sorumlulukların koordinasyonunu gerektirir.

2018 yılında, yağmur suyu ağının ve su tedarik ağının bazı bölümlerinin mülkiyeti yeniden düzenlendi (Şehir konseyi kararı). Mülkiyet değişikliğinden sonra, şehir ve su şebekesi arasında dört yıllık bir hizmet anlaşması imzalandı ve bu da şehir çapında bir yağmur suyu planı hazırlama yükümlülüğünü içeriyordu. Fırtına suyu yönetimi, imar yönetmelikleri, Şehrin Fırtına Suyu Yönetimi Öncelikleri (Bölüm 2.2) ve Bina Kodu tarafından yönlendirilir. Lappeenranta şehri aynı zamanda yağmur suyu drenaj ağına da sahiptir.

Doğaya dayalı sekiz önlem zaten uygulanıyor. Sensörler, vatandaş bilim ağı ve anket ile birleştirilmiş yeni açık hendek sisteminin, TransformAr projesinin zaman dilimi içinde 2025'in sonuna kadar tamamlanması bekleniyor. Toplamda, Koulukatu infiltrasyon alanı (TransformAr pilot sahası) da dahil olmak üzere 11 doğa tabanlı çözüm sahası bu program kapsamında uygulanacak.

Sulak alanların, uygun şekilde korunursa, süresiz olarak sürmesi beklenir. Öte yandan, sensörler, kurulum sahasındaki belirli koşullara bağlı olarak yaklaşık bir yıldan 10 yıla kadar nispeten kısa ömürlüdür ve arıza durumunda değiştirilmesi gerekecektir (ayrıntılar için Zhu et al, 2023'e bakın).

Sanna Varis

sanna.varis@lappeenranta.fi

Lappeenranta Şehri 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 inceleme. Su Bilimi ve amp; Teknoloji 87 (11): 2648 ⁇ 2684. https://doi.org/10.2166/wst.2023.142