Kaupunkitulvat yleistyvät
Kirjoittaja: Hannu Maula, VTT, hannu.maula[at]vtt.fi
Artikkeli pdf-muodossa (Positio 4/2008)
Kaupunkeja uhkaavat tulvat maalta, mereltä ja ilmasta. Tulvat syntyvät eri tavalla, ja niiden seurantaan ja ennakointiin tarvitaan eri menetelmiä.
Ilmaston muutoksen seurauksen vakavin uhka tulee mereltä: jäätiköiden sulamisesta ja meriveden lämpölaajenemisesta johtuva meren pinnan nousu uhkaa lukuisten kaupunkien olemassaoloa tulevina vuosikymmeninä ja vuosisatoina.
Tuuli saa meren tulvimaan
Helsingissä meriveden noususta johtuva kaupunkitulvan uhka ei perustu välittömästi jäätiköiden sulamiseen, sillä maan kohoaminen vähentää meren pinnannousun merkitystä. Tulvat liittyvätkin enemmän Itämeren tuuliolosuhteisiin. Ilmanpaine-ero Atlantin eri osien välillä on kasvanut viimeisen 20–30 vuoden aikana. Sen takia lännestä itään puhaltava tuuli on voimistunut ja tuonut lisää vettä Itämereen, minkä seurauksena vettä on Helsingin rannoilla aikaisempaa useammin 50 senttiä yli normaalin keskikorkeuden. Talvimyrskyssä 9.1.2005 meriveden pinta nousi 151 cm, mikä on toistaiseksi korkein mitattu pinnannousu.
Meriveden pinnannousua seurataan jatkuvasti, ja esimerkiksi vuonna 2005 tammikuussa ennuste poikkeuksellisen korkeasta pinnannoususta saatiin Merentutkimuslaitokselta kaksi vuorokautta etukäteen. Pelastuslaitos siirtyy valmiustilaan, kun veden pinta nousee 90 cm ja hälytystilaan kun se on korkeudessa +110 cm. Pelastuslaitoksella on paikkatietosovellus, jolla voidaan tarkastella tulvariskejä, sekä vuonna 2007 valmistunut tarkka tulvariskikartta tukemassa toiminnan suunnittelua.
Joet ja vesistöt jatkuvassa seurannassa
Maalta kaupunkeja uhkaavat lumen sulamisesta tai sateista johtuvat joki- ja vesistötulvat. Siksi kaikki päävesistömme ja jokemme ovat Suomen ympäristökeskuksen ja paikallisten vesilaitosten jatkuvassa seurannassa. Lumen sulamisesta aiheutuviin tulviin osataan jo hyvin varautua. Sen sijaan rankkasateet aiheuttavat edelleen yllätyksiä, koska ne tuovat jokien valuma-alueille nopeasti uskomattoman määrän vettä, joka voi purkautua äkillisenä tulvana. Porissa kahden tunnin rankkasade sai kaupungin lainehtimaan, ja aiheutti kiinteistöille 20 miljoonan euron vahingot elokuussa 2007.
Vantaanjoen toistaiseksi suurin rankkasadetulva oli elokuussa 2004. Joen virtaama Oulunkylän kohdalla oli silloin suurimmillaan 175 m3/s, jota vastaava vedenkorkeus oli noin +8,1 metriä. Tulva syntyi, kun sateisen kesän lopulla matalapaine ankkuroitui Etelä-Suomen ylle. Vesistöalueen sademääräksi heinäkuussa mitattiin yli 200 mm, josta yli puolet satoi muutaman päivän aikana kuun lopussa. Vantaan rannoista on tehty tulvavaarakartta ja tulvantorjunnan toimintasuunnitelma.
Asfaltoidut alueet alttiita hulevesille
Ilmaston lämpenemisen myötä rankkasateiden määrä ja rajuus on kasvamassa Suomessakin, ja parhaillaan ollaan uudistamassa siihen liittyviä normeja ja varoitusjärjestelmiä. Rankkasateista aiheutuvat kaupunkitulvat johtuvat viemäreiden täyttymisestä ja huleveden pintavalunnan kertymisestä kaupungin tulva-alttiille alueille kuten alikulkujen ja muiden asfaltoitujen alavien alueiden kohdalle. Kaupunkien tulva-alttius vaihtelee suuresti maantieteellisten korkeuserojen ja rakenteiden vuoksi. Erityisen herkkiä rankkasadetulville ovat kaupunkien asfaltoidut keskusta-alueet.
Ilmatieteen laitoksen turvallisuussääpalvelu antaa tarvittaessa rankkasateista viranomaisvaroituksen pelastuslaitoksille ja muille keskeisille vastuutahoille. Rankkasadevaroitusjärjestelmää ollaan parhaillaan uudistamassa.
Helsingissä on tehty paljon työtä rankkasateisiin varautumiseksi. Maankäytön suunnittelussa eri kaavatasoilla määritellään hulevesien tulvareitit. Katu- ja puistorakentamisessa hulevesien pintavaluntaa hidastetaan erilaisilla imeytys- ja allasratkaisuilla. Helsingin tulvariskialueet kartoitetaan ja niille etsitään soveltuvia tulvantorjuntatoimenpiteitä kaupungin vuonna 2007 valmistuneen hulevesistrategian mukaisesti.
Rankkasadetulva voi syntyä hyvin lyhyessä ajassa, jopa 15 minuutissa, joten suunnitelmat pitää olla valmiina ja hyvin harjoiteltuina. Rankkasadetulvien varalta Helsingin pelastuslaitoksen päivystävä palomestari seuraa turvallisuussääpalvelun tilannekuvaa. Helsingin Veden Viikinmäen jäteveden puhdistamon valvomo seuraa keskeisten viemäritunneleiden veden korkeuksia ja tekee ilmoituksen, jos tunnelikohtaiset tulvakorkeudet ylittyvät. Helsingin Veden päivystävä putkimestari arvioi rankkasateen vaikutuksia viemäriverkostoon ja tekee tarvittaessa hälytyksen Helsingin hätäkeskukseen.
Paikkatietojärjestelmä tulvasimulaattorina
Tulvavahinkojen ennakkotorjunnan käynnistää tulvahälytys. Aluksi sääennusteet varoittavat poikkeuksellisista sääilmiöistä, joihin voi liittyä tulvia. Vesistöjä mallintavat viranomaiset tekevät sääennusteiden pohjalta malleihin pohjautuvia laskelmia ja ennusteita vesistöjen käyttäytymisestä ja antavat tarvittaessa tulvavaroituksen ja -ennusteen. Lopuksi tulvavalvontaviranomaiset, jotka seuraavat tilannetta 24 tuntia vuorokaudessa, antavat veden pinnan nousun perusteella eriasteisia tulvahälytyksiä etukäteen tehtyjen tulvantorjuntasuunnitelmien pohjalta. Hälytys välitetään laajasti tarvittaville tulvantorjuntaosapuolille kunkin omaan hälytysjärjestelmään tai hälytyshenkilökunnalle.
Tulvasimulaattorit auttavat torjuntasuunnitelmien valmistelussa ja koulutuksessa ja erilaisissa tilanneharjoituksissa. Yksinkertaisin tulvasimulaattori on karttapohjainen paikkatietojärjestelmä, jossa veden pintaa voidaan nostaa halutulla tavalla maaston korkeustiedot huomioiden. Tällainen järjestelmä on käytössä Helsingin pelastuslaitoksella.
Simulaattoria voidaan kehittää tekemällä tulva-alueesta tarkka 3D-pintamallinnus. Simulaattoriin voidaan liittää myös erilaista laskentaa ja ennusteiden tekoa. Paikallisista sadetiedoista voidaan laskea, kuinka paljon alueelle tulee vettä. Sademäärän ennakointi edellyttää säätutkan tietojen lisäksi paikallista sademittausta.
Tarkat korkeus- ja verkostotiedot ovat tärkeitä kaupunkien asfaltoiduilla keskusta-alueilla, joissa pintavalunnat voivat olla merkittäviä. Niiden avulla voidaan tutkia pintavalunnan määrää ja reittejä. Simulaattori vaatii hyvät visualisointityökalut, jotta tulvien vaikutuksia voidaan esittää luonnollisessa ympäristössä siten, että myös maallikot ymmärtävät, mitä voi tapahtua.
Euroopan suurten jokien tulvahälytysjärjestelmä EFAS on esimerkki simulaattoripohjaisesta tulvahälytysjärjestelmästä. Lapin isot joet ovat siinä mukana. Järjestelmän ytimenä on LISFLOOD-tulvasimulaattori, jolla voidaan tarkastella mahdollisen tulvan laajuutta ja syvyyttä ajan suhteen. Lähtökohtana on vesistön tila ja sen fyysinen ympäristö ennen tulvatapahtumaa. Tulvasimulaattori kalibroidaan erikseen kuhunkin jokeen, ja sen parametrejä pidetään ajan tasalla. Keskipitkän ajan sääennusteet tutkitaan simulaattorilla ja tulokset arvioidaan hälytysjärjestelmässä. Jos etukäteen annetut kriittiset raja-arvot ylittyvät, järjestelmä antaa tulvavaroituksen.
Tulvahälytysten perustan muodostavat säätiedot ja -ennusteet. Ilmatieteen laitos ja Vaisala Oy ovat rakentaneet pääkaupunkiseudulle ainutlaatuisen paikallissään mittausverkoston nimeltä Helsinki Testbed. Sen puitteissa tutkitaan parhaillaan intensiivisesti paikallissään ennustamista ja kehitetään uusia ennustemenetelmiä.
24.6.2010 15:03