ETELÄ-POHJANMAAN ELY-KESKUS
Isonkyrön ja Vähänkyrön alueen yksityiskohtaiset tulvavaarakartat HW1/20…HW1/1000
2.12.2010
Insinööritoimisto Pekka Leiviskä Vauhtipyörä 4, 91800 Tyrnävä www.leiviska.fi
SISÄLLYSLUETTELO
SISÄLLYSLUETTELO... 2
1 YLEISTÄ ... 3
2 VESISTÖALUEKUVAUS ... 4
2.1 Vesistöalue... 4
2.2 Hydrologia ... 5
3 LASKENTAMENETELMÄT JA LÄHTÖAINEISTO... 8
3.1 Laskentaohjelmistot ... 8
3.2 Maaston korkeusaineistot ... 8
3.3 Sillat ... 10
3.4 Voimalaitosrakenteet... 10
4 VIRTAAMAMALLIN KALIBROINTI... 12
4.1 Mallin rakenne ... 12
4.2 Kalibrointi... 14
4.2.1 Kyrönjoki ... 14
4.2.2 Orismalanjoki... 16
4.2.3 Lehmäjoki ... 17
4.3 Vedenkorkeudet HW1/20…HW1/1000 ... 18
4.4 Maastomalliaineistorajat... 18
4.5 Metatietolomake ... 18
5 TULVAKARTAT... 19
5.1 Jääpatotulva 2006... 19
5.2 Jääpatotulva 1984... 20
5.3 Tulvavedenkorkeudet HW1/20 – HW1/1000 ... 20
6 LOPPUYHTEENVETO ... 21
KIRJALLISUUS ... 23
Liitteet
1. Kyrönjoki, kalibrointi pituusleikkaus HW1/50 2a. Kyrönjoki, HW1/20…HW1/1000
2b. Orismalanjoki, HW1/20…HW1/1000 2c. Lehmäjoki, HW1/20…HW1/1000 3. Aluerajat
4. Metatietolomake
5a-e. Luonnoskartat HW-rajoista 6. Jääpatotulva 2006.
7. Jääpatotulva 1984.
1 YLEISTÄ
Tässä työssä käytetty korkeusjärjestelmä on N60+. Muunnettaessa korkeustietoja N43+ järjestel- mästä käytettiin muunnoksena +0,14 m. Orismalanjoen tiedot on muunnettu N60+ korkeusjärjes- telmään käyttäen muunnoksena +0,21 m.
2 VESISTÖALUEKUVAUS
2.1 Vesistöalue
Kyrönjoen vesistöalueen koko mallinnettavan alueen alaosilla on F= 4 833 km2 ja järvisyys 1,2 %.
Mallinnetun jokivälin sijainti vesistöalueella ilmenee kuvasta 1.
Kuva 1.
Mallinnettu alue
2.2 Hydrologia
Mallinnetulla vesistöalueella sijaitsee Skatilan havaintoasema. Hieman mallinnetun alueen yläpuo- lella sijaitsee lisäksi Hanhikosken havaintoasema.
Kuva 2. Havaintoasemien sijainti.
Taulukkoon 1 on koostettu Skatilan ja Hanhikosken havaintoasemien virtaamatiedot.
Taulukko 1. Ylivirtaaman toistuvuudet eri havaintoasemilla.
Havainto- paikka
F [km2]
Havainto- jakso
HQ1/20 [m3/s]
HQ1/50 [m3/s]
HQ1/100 [m3/s]
HQ1/250 [m3/s]
HQ1/1000 [m3/s]
Skatila 4 833 1911 - 2009 445 503 546 603 689
Hanhikoski 3 947 1951 - 2009 406 462 504 559 642
Skatilan havaintoaikajakso on aika pitkä (1911 – 2009). Vesistöalueella on kuitenkin toteutettu run- saasti vesistön järjestelyjä 1960-luvulta lähtien. Niiden vaikutuksesta mm. vesistön alaosalta on suojattu 1 700 he alueet tulvilta. Kuten kuvasta 2 havaitaan, asettuu ylivirtaaman havaintoarvot aika kauniisti lähelle laskettua Gumbelin jakaumaa. Käytetyn tilastollisen menetelmän luotettavuutta heikentää kuitenkin se, ettei vesistö ole säännöstelemätön, kuten Gumbelin jakaumaa käytettäessä olisi suotavaa.
Kuva 3. Skatilan ylivirtaaman toistuvuuskäyrä vuosijaksolla 1911 – 2009.
Taulukosta 1 havaitaan sellainen erikoisuus että valuma-arvoksi muutettaessa Hanhikosken yliva- luma-arvot poikkeavat selvästi Skatilan vastaavista. Esim. virtaamalla ylivaluma Hq1/100 Skatilas- sa on 113 l/skm2 ja vastaava Hq1/100 Hanhikoskella 128 l/skm2. Toisin sanoen Hanhikosken valu- ma on 1,22 kertainen Skatilaan verrattuna. Tässä on tosin huomattava että vertaillut havaintopaikat poikkeavat ajanjaksoltaan toisistaan eivätkä ole siten suoraan täysin vertailukelpoisia. Ero on kui- tenkin niin suuri että tarkempaa selitystä sille on hyvä pohtia.
Eräänä selityksenä on esitetty paikoille määritettyjen purkautumiskäyrien epätarkkuuksia. Se on mahdollista eikä sitä tässä voida poissulkea eräänä mahdollisuutena. Toisaalta tiedetään Skatilan kohdalla järvisyyden olevan 1,25 % ja Hanhikosken kohdalla 1,44 %. Järvisyysprosenteissa ei ole merkittävää eroa, periaatteessa suuremman järvisyyden Hanhikosken osalla pitäisi pikemminkin hieman pienentää ylivaluntaa.
Koska havaintoasemien välillä ei ole merkittäviä varastoivia järviä, voisi eräänä hyvin todennäköi- senä selittävänä tekijänä olla laajat peltoalueet, jotka suurilla tulvilla leikkaavat virtaaman huippua.
Selitys vaikuttaa loogiselta, mutta sen tarkempi analysointi vaatisi tutkimisen esimerkiksi muuttu- van virtaaman mallilla.
Pohdittaessa kumman aseman havaintoja on mielekkäämpää käyttää ylivirtaamien osalta, on pää- dytty Skatilan havaintoasemaan. Skatilan sijaitsee mallinnetulla alueella ja havaintosarja ylivirtaa- mista on hyvin pitkältä aikajaksolta. Taulukkoon 2 on Skatilan avulla laskettu kertoimet, joita käy- tettiin ylivirtaaman suuruuden arvioimiseksi mallinnetun alueen eri osiin. Alueiden pinta-alojen suhteissa on hyödynnetty Ekholmin (1993) Suomen vesistöalueet mukaisia valuma-aluekokoja.
Taulukko 2. Valuma-alueen koko suhteessa Skatila (F = 4 833 km2) alueeseen.
pl Nimi kerroin HQ1/20 HQ1/50 HQ1/100 HQ1/250 HQ1/1000
160+00 Skatila 1.000 445 503 546 603 689
275+00 Vähänkyrön a 0.979 436 492 535 590 675
457+00 Lehmäjoen ap. 0.931 414 468 508 561 641
465+00 Isonkyrön a 0.897 399 451 490 541 618
511+00 Orismalanjoen ap 0.893 397 449 488 538 615
536+00 ylin poikkileikkaus 0.862 384 434 471 520 594
Sivutulovirtaamien eli Orismalanjoen ja Lehmäjoen ylivirtaamien suuruus jouduttiin määrittele- mään vertailuvesistölaskentana, koska havaintoja niiden ylivirtaamista ei ole käytettävissä. Näiden rannikon läheisyydessä sijaitsevien sivujokien tulvahuippu esiintyy tyypillisesti keväisin hieman aiemmin kuin Kyrönjoen tulvahuippu vastaavassa kohdassa. On kuitenkin mahdollista että suurim- mat kevättulvat sattuvat juuri keväinä, jolloin on sekä runsaasti lunta että lumen sulaminen alkuvai- heessa painottuu voimakkaammin vesistöalueen latva-alueille. Tällaiseen voidaan joutua tilanteessa, jossa lämpöaalto tuleekin sisämaasta päin (idästä). Silloin olisi mahdollista että Kyrönjoen huippu tässä tarkastellulla laskenta-alueella ajoittuu samaan ajankohtaa kuin sen pienempien, lähellä ran- nikkoa sijaitsevien sivujokien huippu.
Vertailuvesistönä Orismalanjoen (F = 143 km2, L= 0,8 %) ja Lehmäjoen (F = 166 km2, L= 0,1
%)huippujen arvioinnissa on käytetty Laihianjoen 4100900 Karkkimalan havaintoaseman arvoja vuosijaksolta 1972 – 2004. Valittu aikajakso on sama kuin vastikään laadituissa Laihianjoen tulva- vaarakartoissa on käytetty.
Taulukko 3. Laihianjoki vertailuvesistönä määritetyt tulvansuuruudet.
Nimi kerroin HQ1/20 HQ1/50 HQ1/100 HQ1/250 HQ1/1000
Laihianjoki 1.000 71 83 92 104 122
Orismalajoki 0.336 24 28 31 35 41
Lehmäjoki 0.390 28 32 36 41 48
3 LASKENTAMENETELMÄT JA LÄHTÖAINEISTO
3.1 Laskentaohjelmistot
Aineiston käsittely on suoritettu maastomallin osalta Autodeskin Civil 3D 2009-2011 versiolla.
Poikkileikkaukset maastomallista sekä tulva-alueiden vedensyvyyksien karttapohjainen esitys on luotu Rivercad Professional 8 -ohjelmistolla. Mainitulla ohjelmistolla on myös tehty maasto- ja uo- mapoikkileikkauksen yhdistäminen niiden poikkileikkausten osalta, joille ei ollut tuoreempaa mi- tauttua tietoa olemassa.. Virtauksen laskenta eri tulvatilanteissa on suoritettu HEC-RAS 4.0 versiol- la.
3.2 Maaston korkeusaineistot
Merikaarron ja Isonkyrön maastoaineiston on tuottanut Blomkartta Oy. Ilmakuvaus digitaalisella ilmakuvauskameralla aineiston tuottamiseksi on tehty 15.8.2007. Laserkeilaus on tehty 5.8.2007.
Yhteispinta-alaltaan aineistot ovat noin 4 000 ha .
Aineistosta on jatkojalostettu grid korkeusmallit 2 m, 5m ja 10m jaoilla. Poikkileikkaukset luotiin maanpinnan korkeustietojen osalta tarkasta korkeusmallista ja niihin yhdistettiin aiemmin lasken- nassa käytetty HEC-RAS formaatissa oleva poikkileikkausaineisto uoman osalta.
Vähänkyrön osalta käytössä oli LiDAR 2009-projektin HK/018/08 tuottama pistepilvi laserkeilauk- sesta. Keilauksessa oli käytetty Hawk Eye Mk II airborne laser skanneria. Lentokorkeus kuvaukses- sa oli 400 m. Aineistokäsittely valmistui 14.12.2009.
Vähänkyrön kohdalta uoman Kyröjoen pohjakorkeuksiin saatiin käyttöön mittausaineistoa Turun yliopiston GIFLOOD projektin mittaamista tiedoista. Mittaukset uomassa oli suoritettu 31.10. – 2.11.2008
Vähänkyrön uoman pohjakorkeusaineisto oli tuotettu alun perin ETRS89 / ETRS-TM35FIN koor- dinaattijärjestelmän mukaisina pistetietoina ja EVRF2000 korkeusjärjestelmässä. Aineistot oli muunnettu YKJ koordinaatteihin ja N60+ koordinaattijärjestelmään. Seuraavassa kuvassa on esitet- ty alue, jolta aineisto oli uoman pohjakorkeuksien osalta tarkennettu.
Lisäksi Kemijoki Aquatic Tecnology Oy mittasi neljästä kohdasta uomaa pohjan korkeustietoja.
Mittaushetkellä joen virtaama vaihteli välillä 135 - 110 m3/s. Mittausaineistot oli KKJ koordinaa- teissa ja N60 korkeusjärjestelmässä. Mitattu uoman korkeusaineisto saatiin projektin käyttöön kesä- kuussa 2010. Korkeustietoa uoman pohjasta oli 1,0 m ruudun tarkkuudella. Aineisto jatkokäsiteltiin tulvakartoituksen tarpeisiin Autodeskin Civil 2011 version maastomallinnusosiolla harventamalla pisteverkkoa sopivasti.
Kuva 4. Kemijoki Aquatic Technology Oy:n mittausvene.
3.3 Sillat
Siltatiedot saatiin käyttöön Vaasan tiepiiriltä. Sillat on tallennettu virtausmallin aukkotietojen osal- ta.
3.4 Voimalaitosrakenteet
Alueelle sijaitsee yksi voimalaitos, Hiirikosken voimalaitos. Voimalaitoksen padotusrakenteiden mitat on otettu käyttöön uusimmasta Länsi-Suomen ympäristölupaviraston luvasta nro 140/2005/4 joka on annettu 21.11.2005.
Tulvatilanteessa oletettiin että tulva-aukko on kokonaan auki ja yläkanavan sulun kautta konease- malle johdetaan vettä enintään luvan sallima määrä 20 m3/s. Lisäksi kalatiehen on juoksutettava vähintään 2,0 m3/s
Kuva 5. Hiirikosken pohjapato ja juoksutusluukkurakenteet rakenteilla 8.9.2009.
Kuva Pekka Leiviskä.
Kuva 6. Hiirikosken pohjapato ja juoksutusluukkurakenteet rakenteilla 8.9.2009.
Kuva Pekka Leiviskä.
4 VIRTAAMAMALLIN KALIBROINTI
4.1 Mallin rakenne
Tässä työssä laskettiin HEC-RAS 4.0ohjelmistolla vedenkorkeudet Kyrönjoen uomaan eri tulvavir- taamatoistuvuuksilla. Mallin yläpuolisena reunaehtona käytettiin virtaamaa ja alapuolisena reunaeh- tona virtaamaa vastaavaa purkautumiskäyrän vedenkorkeutta.
Taulukko 3. Skatilan kohdalla mallin alapuoleiset reunaehdot.
Virtaaman toistuvuus Virtaama
[m3/s]
Vedenkorkeus N60+ [m]
HQ1/20 445 5,67
HQ1/50 503 5,89
HQ1/100 546 6,04
HQ1/250 603 6,25
HQ1/1000 689 6,55
Kuva 7. Mallinnetun alueen alaosa.
Sivutulovirtaamina huomioitiin Orismalanjoki sekä Lehmäjoki.
Kuvassa 8 on mallin kaaviokuva.
Kuva 8. Virtausmallin kaaviokuva.
4.2 Kalibrointi
4.2.1 KyrönjokiKalibrointiaineistoa oli käytettävissä eri vuosilta. Kattavimmat havainnot olivat vuodelta 1984. Osa havainnoista oli kuitenkin jääpatojen aiheuttamaa padotusta, joten avovesitilanteen mukaista tilan- netta mallinnettaessa tietoihin jää tiettyä epävarmuutta mainittujen päivien osalta. Kalibroinnin tar- kistamiseksi käytettiin joitain aiemmin Erkki Ojalan arvioimia vedenkorkeustietoja apuna.
Virtaama Q
W
Orismalanjoki
Hiirikosken pato + VL Lehmäjoki
Taulukko 3. Vedenkorkeudet eri tulvantoistuvuutta vastaavasti.
Havainto- paikka
HW1/20 N60+
[m]
HW1/50 N60+
[m]
HW1/100 N60+
[m]
159+80 Skatilan silta 6,00 Havaittu 1984, pieni jääpato!
180+00 6,64 Laskettu, E. Ojala
196+60 Kolkkilan asteikko
6,64 Havaittu 1984, jääpadon aiheuttama!
211+00 Annalankosken yläpuoli
8,44 Havaittu 1984, jääpadon aiheuttama!
317+30 vanha mylly 10,64 Havaittu 1984
321+30 Perkkiönkoski yläpuoli
10,90 Havaittu 18.4.1084
360+40 Hiiripellon vl alapuoli
11,57 Havaittu 1984
363+10 Hiiripellon ent.
riippusilta
13,08 Havaittu 1984
400+00 Karikosken yp. 14,54 laskettu E. Ojala.
419+00 . 16,14 laskettu E. Ojala.
438+25Tuuralankosken alapuoli
16,99 Havaittu 1984
439+20Tuuralankosken yläpuoli
18,06 Havaittu 1984
469+00 Pappilankos- ken yp.
19,78 Havaittu 1984, jääpadon aiheuttama!
489+50Perttilän riippu- silta
20,96 Havaittu 1984
506+00 Napuen limni 21,72 Havaittu 1984
512+00 Orismalanjoki 22,25 LSU-2009-V-81 (312) 29.6.2009
514+00 22,70 *) Orismalan tulvakork. määritys 29.12.2004
*) pitäisikö olla N60+ 22,30 m, ei käytetty kalibroinnissa.
Kalibrointi suoritettiin käyttäen kevään 1984 tulvavirtaaman mukaisia havaintoarvoja. Laskennassa vastaavaksi virtaamaksi määriteltiin HQ1/50 tulvan suuruus. Laskennassa kolmea kevään tulvaha- vaintoarvoa ei täysin hyödynnetty avouomatilanteen kalibrointiin, koska niiden tiedettiin olevan jääpadon aiheuttaman padotuksen mukaisia. Siten niiden osalta lasketut arvot jäävät hieman alem- maksi kuin havaitut.
Kalibroinnin seurauksena saavutettiin uoman karkeudelle arvot 0,045 – 0,065. Tasaisen uoman ar- vot ovat hieman suurempia kuin tyypillisesti käytetään (noin 0,035). Kivisille koskijaksoille kalib- roinnissa sen sijaan saavutettiin varsin tyypilliset arvot noin 0,055 – 0,065. Uoman ulkopuoleisella tulva-alueella käytettiin karkeuden arvona 0,070. Kuvassa 9 on esitetty kalibroitu uoma.
20000 30000 40000 50000 -5
0 5 10 15 20 25
Main Channel Distance (m)
Elevation (m)
Legend
EG HQ1/50 WS HQ1/ 50 Crit HQ1/50 Ground OWS HQ1/50
S... Kolkin silt... Ojaniemen silta Hiirikosken pato Palhojaisten silta Tuuralan/Hypäjän patorakenne Reinilänkosken silta Ylipään silta
RIVER-1 Reach-1
Kuva 9. Kalibroitu uoma virtaamalla HQ1/50 ja kevään 1984 mukaiset vedenkorkeuden havainto- arvot.
4.2.2 Orismalanjoki
Orismalanjoen kalibroinnissa käytettiin kevään 10.4.2010 havaintoarvoja. Virtaama Orismalanjoes- sa 10.4.2010 18,5 m3/s arvioitiin Laihianjoen alaosalla sijaitsevaa Karkkimalan (F = 426 km2, L = 0,0 %) havaintoasemaa vertailuvesistönä käyttäen.
Taulukko. Kevään 2010 tulvahavainnot, virtaama arvioitu 18,5 m3/s.
Silta Koordinaatit Vedenkorkeus
10.4.2010 N60+ [m]
Orismalanjoen poikki- leikkaus pl
7026- tien silta 6993390,3266535 21,03 4+52
Annalan silta 6992583,3266768 21,68 14+50
Mieltyn silta 6992102,3266921 22,18 20+89
7031- tien silta 6991329,3266937 22,65 31+78
Katilantien silta 6990764,3267092 23,04 39+95
Myllymäen silta 6990485,3266876 23,10 44+65
Tromparin silta 6990054,3266883 25,04 49+62
Kyrönhaan silta 6989565,3267164 25,50
Seuraavassa kuvassa on esitetty lasketut ja havaitut arvot. Kalibroinnissa 10.4.2010 arvojen avulla uoman karkeutta jouduttiin nostamaan aika suureksi (0,045), jotta se toteutti havaitut arvot. Suureh- ko karkeus saa tukea, kun käy uomaa paikan päällä katsomassa; uomassa on paljon kasvillisuutta,
pajuja yms. Lisäksi uoma on toisin paikoin hyvin mutkainen. Lasketun ja havaitun vedenkorkeuden erot olivat pieniä, suurimmillaan vain 0,09 m.
0 1000 2000 3000 4000 5000
16 18 20 22 24 26
Orismalanjoki_N60 Plan: HW20_1000 20.10.2010
Main Channel Distance (m)
Elevation (m)
Legend
EG 10.4.2010 18 WS 10.4.2010 18 Crit 10.4.2010 18
Ground OWS 10.4.2010 18
paalu 1+00 N60+ paalu 2+00 N60+ paalu 3+00 N60+ paalu 4+00 N60+ paalu 5+00 N60+ paalu 6+00 N60+ paalu 7+00 N60+ paalu 8+00 N60+ paalu 9+00 N60+ paalu 10+00 N60+ paalu 11+00 N60+ paalu 12+00 N60+ paalu 13+00 N60+ paalu 14+00 N60+ Silta 14+62 paalu 16+00 N60+ Silta 16+93 paalu 18+00 N60+ paalu 19+00 N60+ paalu 20+00 N60+ Silta 20+90 paalu 22+00 N60+ paalu 23+00 N60+ Silta 23+60 paalu 25+00 N60+ Silta 25+90 paalu 27+00 N60+ paalu 28+00 N60+ paalu 29+00 N60+ paalu 30+00 N60+ paalu 31+00 N60+ Silta 31+80 paalu 33+00 N60+ paalu 34+00 N60+ Rautatiesilta pl 34+90 paalu 36+00 N60+ paalu 37+00 N60+ paalu 38+00 N60+ paalu 39+00 N60+ Silta 39+95 paalu 41+00 N60+ paalu 42+00 N60+ paalu 43+00 N60+ paalu 44+00 N60+ Silta 44+65 Entinen myllypato paalu 47+00 N60+ paalu 48+00 N60+ paalu 49+00 N60+ paalu 50+00 N60+
Reach #1 Reach #1
Kuva 10. Orismalanjoen HW10.4.2010 lasketut ja havaitut arvot virtaamalla 18,5 m3/s.
4.2.3 Lehmäjoki
Lehmäjoen uoman kalibroimiseksi ei ollut käytettävissä vedenkorkeushavaintoja. Koska uoma on Orismalanjoen kaltaisesti osin kasvillisuuden valtaama, käytettiin uoman karkeutena arvoa 0,045 ja uoman ulkopuoleisella alueella arvoa 0,065. Oheisessa kuvassa on Lehmäjoen pituusleikkaus vir- taamilla HQ1/20…HQ1/1000.
0 500 1000 1500 2000 12
14 16 18 20 22
Main Channel Distance (m)
Elevation (m)
Legend
EG HQ1/1000 WS HQ1/1000 EG HQ1/250 WS HQ1/250 EG HQ1/100 WS HQ1/100 EG HQ1/50 WS HQ1/50 EG HQ1/20 WS HQ1/20 Crit HQ1/1000 Crit HQ1/250 Crit HQ1/100 Crit HQ1/50 Crit HQ1/20 Ground
1+00 N60+ Silta 1+59 2+00 N60+ 3+00 N60+ Silta 3+82 5+00 N60+ 6+00 N60+ 7+00 N60+ 8+00 N60+ 9+00 N60+ 10+00 N60+ 11+00 N60+ 12+00 N60+ 13+00 N60+ Silta 13+22 15+00 N60+ 16+00 N60+ 17+00 N60+ 18+00 N60+
Lehmajoki Lehmajoki
Kuva 11. Lehmäjoen pituusleikkaus virtaamilla HQ1/20…HQ1/1000.
4.3 Vedenkorkeudet HW1/20…HW1/1000
Vedenkorkeudet uomassa on laskettu aiemmin esitetyn mukaisilla virtaamatiedoilla. Laskennassa on tulostettu vedenkorkeudet eri poikkileikkauksissa tulvatilanteissa HW1/20, HW1/50, HW1/100, HW1/250 sekä HW1/1000. Tuloste numeerisena on esitetty liitteessä 2.
2a.) Kyrönjoen HW1/20…HW1/1000 2b.) Orismalanjoen HW1/20…HW1/1000 2c.) Lehmäjoen HW1/20…HW1/1000
4.4 Maastomalliaineistorajat
Aineistorajat on esitetty kartalla liitteessä 3.
4.5 Metatietolomake
Laskenta-aineiston osalta on laadittu metatietolomake. Lomake sisältää keskeiset tiedot lähtöaineis- tona käytetystä maastoaineistosta ja hydrologisista tiedoista. Metatietolomake on liitteenä 4.
5 TULVAKARTAT
5.1 Jääpatotulva 2006
Tulvavaarakartta-aineistoon piirrettiin mukaan jääpadon aiheuttaman tulvan mukainen tilanne.
Oheisessa taulukossa on tilannetta verrattu Erkki Ojalan laatimaan HW1/50 mukaiseen tilanteeseen.
Havainnot on piirretty kartalle olettamuksella että vedenkorkeus on havaintopaikan lisäksi saman suuruinen koko havaintokohdan poikkileikkauksen leveydellä. Oheisessa taulukossa on esitetty teh- dyt havainnot 22.4.2006.
Paalu Jääpadon aiheut-
tama vedenkor- keus N60+ [m]
Arvioitu HW1/50 E. Ojalan mukaan
N60+ [m]
Erotus HW1/50 tulvaan (E. Ojala)
N60+ [m]
506 21,65 21,94 -0,29
501 21,57 21,89 -0,32
498 21,54 21,64 -0,10
493 21,55 21,49 0,06
489.5 21,43 21,39 0,04
485 21,20 21,09 0,11
482 20,93 20,64 0,29
478 21,26 20,14 1,12
472 20,78 19,99 0,79
468 20,78 19,94 0,84
465 20,85 19,44 1,41
462 20,14 18,74 1,40
460 19,48 18,64 0,84
456 18,55 18,64 -0,09
452 18,25 18,54 -0,29
449 18,22 18,44 -0,23
445.5 17,88 18,34 -0,47
439 17,82 18,14 -0,32
436 16,47 17,14 -0,67
432 16,50 17,04 -0,54
429 16,49 16,99 -0,50
Seuraavassa kuvassa on esitetty jääpatotulvan osalta kuvaaja, josta ilmenee miten paljon korkeam- malla vesipinta oli E. Ojalan arvioimaan HW1/50 vedenkorkeuteen verrattuna.
Kerran 50 vuodessa toistuva tulva (E.Ojalan määrittämä) ja jääpatotulva 2006 Isokyrössä, jääpatotulvan korkeus
verrattuna 1/50 tulvaan /J. Aho
-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2
420 430 440 450 460 470 480 490 500 510
Paalutus
Ero (m)
Kuva 12. Jääpadon aiheuttaman vedenkorkeuden padotus verrattuna arvioituun HW1/50 mukaiseen vedenkorkeuteen (E. Ojala).
5.2 Jääpatotulva 1984
Kevään tulva on Kyrönjoessa ollut poikkeuksellinen. Hieman ylempänä kuin tässä tarkasteltu alue, on tulvan toistuvuus ollur suuruusluokkaa HW1/50.Vähänkyrön ja Isonkyrön alueella osa kor- keimmista vedenkorkeushavainnosta on kuitenkin havaintoaineistoon kirjattujen tietojen mukaan syntynyt osin jääpadon aiheuttaman lisäpadotuksen vuoksi.
Oheiseen taulukkoon on koostettu jääpatohavainnot ja piirretty jääpatokuva keväältä 1984. Havain- tojen väliarvot on interpoloitu poikkileikkauksiin suoraan, jotta aineiston piirtäminen on ollut mah- dollista.
Taulukko. Jääpatohavainnot Merikaarrossa keväällä 1984.
5.3 Tulvavedenkorkeudet HW1/20 – HW1/1000
Luonnosversiot tulva-alueista on esitetty liitteissä 5a-e.Havainto- paikka
Havaintoarvo N60+
[m]
159+80 Skatilan silta 6,00 1984, pieni jääpato 196+60 Kolkkilan
asteikko
6,64 1984, jääpadon aiheuttama 211+00 Annalankosken
yläpuoli
8,44 1984, jääpadon aiheuttama
6 LOPPUYHTEENVETO
Tässä työssä oli poikkeuksellisen paljon tarkkaa lähtöaineistoa käytettävissä tulvatilanteen veden- korkeusarvioiden laatimiseksi. Tarkkoja laserkeilattuja aineistoja oli useampia. Niistä Vähänkyrön alueen aineisto osoittautui poikkeuksellisen työlääksi, koska se oli lähes muokkaamatonta pistepil- viaineistoa. Aineiston koko oli usean gigan luokkaa pakkaamattomana ja maaston korkeustietoja oli monin paikoin useita jopa alle sentin etäisyydellä toisistaan. Työlään käsittelyn lopputuotteena on kuitenkin se, että tässä työssä käytetty tarkka maastomalli mahdollistaa veden leviämisen mallinta- misen uoman ulkopuoliselle alueelle myös suurella virtaamalla. Siten se antaa oikean suuntaista näkemystä siitä, mikä on arvio tulevasta suuren tulvan mukaisesta vedenpinnasta.
Maaston eri korkeusmallien rajapinnoissa korkeustarkkuudet näyttivät osuvan mukavasti yksiin.
Suurempaa eroavuutta jokiuomasta mitattujen pohjan korkeustietojen havaittiin Kemijoki Oy:n ja Turun yliopiston aineistojen osalta, ne kun osuivat osin päällekkäin lyhyehköllä jokimatkalla.
Käytetyn mittausmenetelmän ongelmiin voitaisiin lukea se, että matalilla alueilla ei pohjan korkeus- tietoja voida mitata. Silloin maastomallia laatiessa tulee huomioida miten yhdistetään korkeuspis- teet uoman ulkopuolelta joesta mitattuihin tietoihin. Vanhan perinteisen vaaituksen tai täkymetrin käytön etuihin voidaan lukea se, että joen poikkileikkauksien mittauksessa kyseistä ongelmaa ei esiinny. Oheisessa kuvassa on esitetty eräs mittauskohta, jossa sinisin pilkuin on rajattu uomasta mitattu alue. Kuten kuvasta ilmenee, matalan alueen syvyystiedot Kontsaansaaren länsipuolelta uomamallista puuttuu kokonaan. Tällöin maastomallia laadittaessa täytyy pohtia miten ranta- alueelta siirrytään alueelle, josta uoman tietoja on mitattu.
Kuva 13. Puuttuva uoman mittaustietoalue.
Matala uoma-alue josta ei mittaustietoa
tulvavirtaaman vedenkorkeuksien kalibrointiaineistona aiheutti paljon pohdintaa. Tässä kuitenkin päädyttiin siihen, että ei ole mielekästä kalibroinnilla väkisin pakottaa avovesitilanteen mukaisia laskettuja vedenkorkeusarvoja vastaamaan kevään 1984 mukaisia havaintoarvoja. Näin nimen- omaan kohdissa, joissa on merkintä että vedenkorkeushavainto on peräisin jääpadon aiheuttamasta tilanteesta.
Samoin pohdintaa aiheutti, mikä vaikutus säännöstelyllä on ollut viime vuosikymmenien suhteelli- sen rauhallisiin vedenkorkeustilanteisiin. Vesistön säännöstelyllähän voidaan merkittävässä määrin leikata tulvan huippuja aina tulvatilanteisiin HQ1/20…HQ1/50 saakka. Suuremmilla tulvilla sään- nöstely alkaa menettää merkitystään, saattaapa suurella tulvalla huonolla tuurilla syntyä tilanne jos- sa vedenkorkeudet nousevat jopa hieman vastaavaa säännöstelemätöntä luonnontilaista tilannetta korkeammalle. Koska säännöstely on vaikuttanut havaintojaksoon tulvia vaimentavasti, on oletetta- vaa että säännöstelykapasiteetin loppuessa, suuren tulvan arvot HQ1/100…HQ1/1000 ovat toden- näköisesti hieman tässä esitettyjä suurempia. Miten paljon, siihen ei kuitenkaan voida tarkkaan vas- tata.
Säännöstely sinänsä heikentää Gumbeljakauman ääriarvojen arviointia. Viimeiset vuosikymmenet Kyrönjokea on säännöstelty ja se aiheuttaa epätarkkuutta Skatilan limnin tilastollisen virtaaman ääriarvojen toistuvuuden arviointiin. Virtaamatiedoista oli käytettävissä hyvin pitkä ajanjakso, jossa on merkittävästi mukana myös säännöstelemättömän ajanjakson havaintoja. Skatilan havainnointi- han alkoi jo vuonna 1911. Tilastollinen 95 % luottamusväli lasketun virtaaman ääriarvon osalta alkaa olla jo aika laaja esimerkiksi kerran 1000 vuodessa vastaavan tulvan tilanteessa.
Laaditun virtaamamallin alaosassa on käytetty alapuolisena reunaehtona Skatilan purkautumis- käyrää. Työssä on kuitenkin käsitelty pääosin suurempia virtaamia kuin mistä on aiempia havainto- ja. Siten eräs epätarkkuutta aiheuttava seikka on Skatilan virallisen purkautumiskäyrän mahdollinen epätarkkuus oikein suurilla virtaamilla. Onko purkautumiskäyrän extrapolointi mitattujen veden- korkeushavaintoja suuremmilla vedenkorkeuksilla onnistunut, sillä on suora vaikutus uoman ala- osassa laskettuihin vedenkorkeuksiin.
Tässä työssä päädyttiin esittämään Merikaarrossa olevat vedenkorkeushavainnot vuodelta 1984 erillisenä jääpatokuvana. Vedenkorkeudet Merikaarrossa vuonna 1984 havainnoissa ovat Skatilan limnigrafin toistuvuustietojen perusteella merkittävästi ylempänä kuin HW1/50 mukaisen tulvan laskennalliset arvot.
Edellä esitetty tarkoittaa toisaalta sitä että arvioitaessa jatkossa esim. kaavoituksessa ja rakentamis- luvissa tulvatilanteiden kannalta turvallisia rakentamiskorkeuksia, ei voida turvautua vain laskettui- hin vedenkorkeusarvoihin HW1/100. Sen arvion ohella on huomioitava aiempi jääpatohistoria ja siten HW1/100 korkeuksiin tulee ehdottomasti lisätä jääpadon aiheuttama riskilisäkorkeus, jotta rakentaminen alueelle on tulvatilanteiden kannalta turvallista.
Tyrnävällä 2.12.2010
Pekka Leiviskä, DI
Insinööritoimisto Pekka Leiviskä Vauhtipyörä 4, 91800 Tyrnävä www.leiviska.fi
KIRJALLISUUS
Ekholm M., 1993. Suomen vesistöalueet. Vesi- ja ympäristöhallinnon julkaisuja – sarja A 126. Hel- sinki 1993. 163 s.
