Padoilla tarkoitetaan tässä yhteydessä lähinnä hulevesien hallinnassa käytettäviä vettä padottavia rakenteita. Patorakenteita hyödynnetään puistojen allastuksissa, kalateissä ja kosteikkojen sekä tulvatasanteiden perustamisessa.
Patorakenteet tulee suunnitella kokonaisuutena huomioon ottaen niihin liittyvät uomat, altaat ja muut pintavesien hallintaan vaikuttavat rakenteet. Patorakenteet edellyttävät vallitsevien hydrologisten olosuhteiden huolellista selvitystä ja yleensä myös vesilain mukaista lupaa. Padon mahdollinen patoturvallisuuslain mukainen luokittelutarve tulee selvittää tapauskohtaisesti patoturvallisuusviranomaiselta. Yleensä pienimuotoisista hulevesien hallinnassa käytettävistä patorakenteista ei aiheudu luokittelua edellyttävää vaaraa.
Veden vapaassa purkautumisessa tulevat vedenpinnat määräytyvät suoraviivaisesti padon harjan pituuden, korkeustasojen ja muotojen sekä vallitsevan virtaamatilanteen perusteella. Jos padon alavirran puoleinen vesi vaikuttaa purkautumiseen, niin ala- ja ylävirranpuoleiset vedenkorkeudet tulee ottaa huomioon laskennallisesti eri virtaamatilanteissa. Usein patojen vaikutuksia vedenpintoihin tarkastellaan virtausmallinnuksella, jossa otetaan kokonaisvaltaisesti huomioon myös muut ympäristön hydrologiset tekijät.
Virtaamien ja vedenpintojen vaihtelu on patojen yhteydessä yleensä huomattavaa. Alivirtaamatilanteita varten pohjapadon tai ylisyöksypadon harja varustetaan usein alivirtaamauomalla. Ylivirtaamatilanteissa padon purkautumiskyvyn on oltava riittävä ylävirran puoleisen alueen tulvimisen välttämiseksi.
Vasemmalla Vantaalla sijaitseva Osumapuiston patorakenne ja oiella Korson Ankkapuiston pohjapato. (Kuvat:FCG; Mikael Stening)
Luonnonmukaiset patorakenteet
Luonnonmukaisia maapatorakenteita voidaan käyttää puiston altaiden yhteydessä pohjapatoina, ylisyöksypatorakenteina tai tavanomaisina maapatoina, joiden tarkoituksena on estää veden hallitsematon leviäminen tietylle alueelle. Tavanomaisia maapatorakenteita voidaan hyödyntää esim. puistojen altaiden rajaamisessa tai tulvapumppaamoiden yhteydessä, jolloin padon harjalla usein kulkee kevyenliikenteen väylä.
Ylisyöksypadoissa patojen harjat verhotaan kivillä. Suurikokoiset kivet voidaan tukea upottamalla ne syvälle uomaan pohjaan (1/3 korkeudesta). Suurikokoisia kiviä käytettäessä tulee varmistaa padon riittävä tiiviys asentamalla esim. suurien kivien väleihin pienempää kiviainesta ja lopuksi yleensä vielä sorahuuhtelu. Vaihtoehtoisesti voidaan ensin tehdä maatäytteistä tiivistysosa maapadon kohdalle. Hienorakeisempia maa-aineksia sisältävä tiivistysosa tulee suojata karkeammalla kiviaineksella toteutettavasta suodatinkerroksesta. Verhouskivet upotetaan suodatinkerrokseen. Ylisyöksypatojen kivien pysyvyydessä tulee ottaa huomioon ylivirtaamatilanteet sekä mahdolliset jään liikkeet.
Tavanomaisissa maapatorakenteissa ja tulvapenkereissä on käytännössä aina tiivistysosa, suodatinosa ja märkäluiskan verhous. Lisäksi maapadot käsittävät mahdollisesti katkaisuseinän ja tukiosan. Maapatojen harjan ja kuivaluiskan verhous voidaan tapauskohtaisesti valita myös maisemallisin perustein, jolloin luiskien maa-ainesten sitomiseen käytetään esim. kasvillisuutta.
Muut patorakenteet
Muita patorakenteita ovat esim. ponttiseinistä ja tukimuureista koostuvat patorakenteet. Muita kuin luonnonmukaisia patorakenteita käytetään, kun tilantarve ja pohjaolosuhteet sitä edellyttävät tai kun ympäristöstä halutaan rakennetumman näköistä. Puu-, teräs- ja betonirakenteilla voidaan myös tehdä padon harjasta määrätympi rakenne, kun vaaditaan erityistä tarkkuutta virtaamien hallinnassa ja vedenpintojen tasoissa.
Ponttiseinäpatorakenteissa padon tiivistysosaksi ajetaan puu-, muovi- tai teräspontit. Ponttien tarkoitus on estää suotovirtauksia maaperän läpi sekä tukea päällysrakennetta. Ponttien yläpäät yhdistetään esim. puuparruilla ja pulteilla tai vaihtoehtoisesti paikalla valettavalla teräsbetonirakenteella, joka määrää padon harjan tason. Maisemallisista syistä pontit peitetään yleensä verhotuilla luiskilla ala- ja ylävirran puolelta.
Vantaan kaupungin ohjeet ja periaatteet
- Vantaan kaupungin hulevesien hallinnan toimintamalli. Vantaan kaupungin kuntatekniikan keskus, 2014.
- Hulevesiohjelma. Vantaan kaupungin kuntatekniikan keskus, 2009.
- Rakennettavien alueiden hulevedet ja kattokasvillisuus. Vantaan kaupunki, 2014.
- Vantaan kaupunkitilaohje:
Lähteet ja lisätiedot
- Hulevesiopas. Kuntaliitto, 2012.
- InfraRYL 14330. Avo-ojat ja -uomat. Rakennustieto Oy.
- Luonnonmukaisen vesirakentamisen periaatteet (Sy631). Suomen ympäristökeskus, 2003.
- Virtavesien kunnostuksen periaatteet (Sy737). Suomen ympäristökeskus, 2004.
- Patoturvallisuusopas, ELY-keskuksen raportteja 89/2012
- Kalateiden suunnittelu- ja mitoitusohjeet, Suomen ympäristökeskuksen ympäristöopas 62, Helsinki 199
- Vesirakenteiden suunnittelu, Rakennusinsinöörien liitto RIL 123, Helsinki 1979
- Vesirakennus, Rakennusinsinöörien liitto RIL 92, Helsinki 1973
