Paikkatietojärjestelmäpohjaisen maanpeiteluokituksen hyödyntäminen hulevesimallinnuksessa
Lahti, Lassi (2016)
2016
Ympäristö- ja energiatekniikan koulutusohjelma
Luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-01-13
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201512141829
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201512141829
Tiivistelmä
Hulevesimallinnusta hyödynnetään yhä enenevissä määrin hulevesijärjestelmien suunnittelussa. Mallinnukseen sisältyy kuitenkin useampia epävarmuustekijöitä – mitoitussateen ajallinen resoluutio, valuntamallien parametrisointi ja läpäisemättömän pinnan määrän arviointi – joilla on havaittu olevan merkittäviä vaikutuksia mallinnustuloksiin. Diplomityön ensisijaisena tavoitteena oli luoda paikkatietoaineistoja hyödyntävä menetelmä läpäisemättömän pinnan määrän arviointiin. Toisena tavoitteena oli tutkia mallinnukseen sisältyvien epävarmuustekijöiden vaikutusta hulevesivalunnan muodostumiseen mitoituskäytäntöjen kehittämisen näkökulmasta kolmella kohdealueella Jyväskylässä: keskusta-alueella sekä uudella ja vanhalla omakotitaloalueella.
Diplomityössä luotu maanpeitteenluokitusmenetelmä mahdollistaa spatiaalisesti tarkan läpäisemättömän pinnan määrän arvioinnin. Menetelmä soveltuu käytettäväksi kaikkialla Suomessa, sillä se hyödyntää ainoastaan Maanmittauslaitoksen avoimia paikkatietoaineistoja: maastotietokantaa, väri-infra ortokuvia ja laserkeilausaineistoa. Tuotettujen maanpeiteaineistojen perusteella lasketut valumakertoimet erosivat kohdealueilla tilastollisesti merkitsevästi asemakaavarajausten perusteella lasketuista valumakertoimista. Suurinta maanpeiteaineistojen perusteella laskettujen valumakertoimien alueellinen hajonta oli maankäytöltään muita kohdealueita monimuotoisemmalla keskusta-alueella, mikä näkyi suoraan myös hulevesimallinnuksen tuloksissa. Spatiaalisesti tarkkojen maanpeiteaineistojen hyödyt korostuvat kooltaan suuremmilla ja maankäytöltään heterogeenisimmillä valuma-alueilla.
Työssä intensiteettipiikin sisältävät mitoitussateet tuottivat tasaisen intensiteetin omaavia sateita suurempia ja nopeammin kehittyviä huippuvirtaamia. Läpäisevien pintojen alkuhäviöiden huomioiminen erikseen vaikutti erityisesti pienempien hulevesiverkostohaarojen toimintaan. Hulevesiverkostojen mitoituksessa olisikin suositeltavaa käyttää intensiteetiltään vaihtelevia mitoitussateita, jotka sisällytettäisiin osaksi pidempiä sadetapahtumia. Sadetapahtuman alkukertymää muuntelemalla pystyttäisiin luomaan eri mitoitusvalunnan toistuvuutta edustavia mitoitustilanteita. Laskentaperiaatteeltaan toisistaan eroavien valuntamallien tuottamat erisuuret huippuvirtaamat osoittavat, että tarve hulevesivaluntamallien parametrien kalibrointiin tähtäävään tutkimukseen on Suomessa tulevaisuudessa ilmeinen.
Diplomityössä luotu maanpeitteenluokitusmenetelmä mahdollistaa spatiaalisesti tarkan läpäisemättömän pinnan määrän arvioinnin. Menetelmä soveltuu käytettäväksi kaikkialla Suomessa, sillä se hyödyntää ainoastaan Maanmittauslaitoksen avoimia paikkatietoaineistoja: maastotietokantaa, väri-infra ortokuvia ja laserkeilausaineistoa. Tuotettujen maanpeiteaineistojen perusteella lasketut valumakertoimet erosivat kohdealueilla tilastollisesti merkitsevästi asemakaavarajausten perusteella lasketuista valumakertoimista. Suurinta maanpeiteaineistojen perusteella laskettujen valumakertoimien alueellinen hajonta oli maankäytöltään muita kohdealueita monimuotoisemmalla keskusta-alueella, mikä näkyi suoraan myös hulevesimallinnuksen tuloksissa. Spatiaalisesti tarkkojen maanpeiteaineistojen hyödyt korostuvat kooltaan suuremmilla ja maankäytöltään heterogeenisimmillä valuma-alueilla.
Työssä intensiteettipiikin sisältävät mitoitussateet tuottivat tasaisen intensiteetin omaavia sateita suurempia ja nopeammin kehittyviä huippuvirtaamia. Läpäisevien pintojen alkuhäviöiden huomioiminen erikseen vaikutti erityisesti pienempien hulevesiverkostohaarojen toimintaan. Hulevesiverkostojen mitoituksessa olisikin suositeltavaa käyttää intensiteetiltään vaihtelevia mitoitussateita, jotka sisällytettäisiin osaksi pidempiä sadetapahtumia. Sadetapahtuman alkukertymää muuntelemalla pystyttäisiin luomaan eri mitoitusvalunnan toistuvuutta edustavia mitoitustilanteita. Laskentaperiaatteeltaan toisistaan eroavien valuntamallien tuottamat erisuuret huippuvirtaamat osoittavat, että tarve hulevesivaluntamallien parametrien kalibrointiin tähtäävään tutkimukseen on Suomessa tulevaisuudessa ilmeinen.