Perräine kosteikon rakentamisen dokumentointi

Kotiseutukosteikko Life –hanke Virrat, Perräisen kosteikko

Elinympäristö – Tulvasuojelu – Vesiensuojelu – Virkistyskäyttö – Maisema – Biodiversiteetti

Alueen lähtötilanne 04.08.2011

Kuva: Timo Niemelä

Patorakennuspaikalta luoteen suuntaan otettu valokuva ennen puuston poistoa

Kuva: Timo Niemelä

Hankkeen tavoitteet ja rakentamisen lähtökohdat

Hankkeen tavoitteet:- Kehittää suunnittelualuetta vesilintuelinympäristöjen hoidon mallialueena- Lisätä vesilintujen tarvitsemia pesimä- ja poikue-elinympäristöjä sekä laajentaa alueelle jo aiemmin rakennettua kosteikkokohteiden verkostoa- Edistää luonnon monimuotoisuutta- Lisätä elinympäristöjen luonnollista vaihtelua sekä maiseman moni-ilmeisyyttä- Jatkaa ”Huomisen Havanka” –hankkeessa käynnistettyä vesiensuojelutyötä ja

parantaa alapuolisten vesistöjen tilaa kiintoainetta ja ravinteita pidättämällä

Rakentamisen lähtökohdat: - Hankkeen toteuttaminen edellyttää tilusjärjestelyä, jonka myötä kosteikon

vaikutusalue voidaan rajata kahden hankkeeseen osallistuvan tilan maille - Kosteikon suunnittelualue on pääosin viljelykäytöstä poistunutta turvemaapeltoa, joka on osittain metsittynyt

- Kosteikon vedet kertyvät noin 60 hehtaarin suuruiselta valuma-alueelta - Maastonpiirteet ja lähialueen maankäyttö mahdollistavat patoamiseen perustuvan

vedennoston - Kosteikon perustamiseksi on rakennettava yli 100 metriä pitkä patopenger

- Kosteikon käytännön rakennustyön ennakoidaan olevan haastavaa, mikä on otettava huomioon kaluston valinnassa ja patorakentamisen materiaalihankinnoissa

• Kosteikkosuunnitelmassa esitetty karttaluonnos kosteikon vesialueesta ja rakenteellisista yksityiskohdista

Hankkeen tavoitteet ja rakentamisen lähtökohdat

Pohjakartta © Maanmittauslaitos lupa nro 326/MML/12.

Kosteikon perustamiseen liittyvät hakkuu- ja maisemasuunnittelun tavoitteet

• Turvata yhtäältä ympäristön avoimuus ja, toisaalta maksimoida suojapaikkojen määrää (matalakasvuiset pensastavat pajukasvustot, kuusialikasvokset, ja latvotut kuusitiheiköt)

• Parantaa maisemaa ja lisätä elinympäristöjen pienipiirteistä vaihtelua polveilevan hakkuualuerajauksen myötä

• Suosia erirakenteistavia hakkuutapoja, jotta vaihettumisvyöhykkeelle kehittyisi mahdollisimman monimuotoinen metsikkörakenne

• Parantaa alueen soveltuvuutta pyyn elinympäristöinä kuusta ja leppää suosivalla vaihettumisvyöhykkeen käsittelyllä

• Sovittaa vedenkorkeus kohteella siten, että se mahdollistaa vähitellen kosteikkoon rajautuvien rämekuvioiden ennallistumisen ja toisaalta tulvavaikutteisten metsien muodostumisen

Puuston poisto • Koska ainespuun kertymä jäi kohteella suhteellisen vähäiseksi, korjattiin kosteikkoalueen

puusto kokonaan energiapuuksi • Hakkuun toteutuksesta vastasivat Metsä Group -konsernin korjuuyrittäjät

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Ari Mäkiharju

Kuva: Seppo PeräinenPyyn elinympäristöjä parannettiin vapauttamalla lepille kasvutilaa ja säästämällä näihin välittömästi kytkeytyviä suojaisia kuusikoita

Reunavyöhykkeisiin luotiin luontaista polveilua ja metsikkörakennetta pyrittiin monipuolistamaan erirakenteistavin hakkuin

Kuva: Seppo Peräinen

Kuva: Seppo Peräinen Kuva: Seppo Peräinen

Hakkuiden yhteydessä latvottiin muutamia tiheimpiä kuusitiheikköjä lintujen suojapaikoiksi…

Kaivinkonetöiden aikana näiden ympärille on tarkoitus rakentaa kosteikon monimuotoisuutta lisääviä vesilintujen pesimä- ja lepäilysaarekkeita

Patorakentamisen valmistelevat työt • Alapuolisen kosteikon aiheuttamaa padotusvaikutusta vähennettiin laskemalla kosteikon

vesipintaa lappoilmiön avulla• Kosteikon rakennustöiden ajalle 03.09.-20.09.2012 osuneen erittäin vähäsateisen jakson

turvin riittävän alhaista vesipinnan tasoa onnistuttiin ylläpitämään lapolla koko rakennushankkeen keston ajan

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä

Kuva: Ari Mäkiharju

Patorakentamisen valmistelevat työt • Patorakennuspaikalle tuotiin ennen varsinaisten rakennustöiden aloittamista noin 50 kpl 8

metriä pitkiä kuusitukkeja, joiden tyvileikkauksen läpimitta oli 20-25 cm ja latvaläpimitta noin 15 cm

• Tukkeja oli suunniteltu käytettäväksi isoimman ojan kohdalle tehtävässä patopenkereen tukipaalutuksessa


Kuva: Timo Niemelä

Patopenkereen rakentaminen kosteikkonotkoon rajautuvilla rinteillä

• Työt käynnistettiin poistamalla ylin pintamaakerros, jotta varsinainen patopenger voitiin rakentaa homogeenisen pohjamaan päälle

• Patopenger rakennettiin peruskallion päälle kerrostuneista rinteen kivennäismaalajeista


Padon rakentamispaikan muutos• Suunnitteluvaiheessa linjattua padon rakentamispaikkaa muutettiin yläjuoksun

suuntaan, sillä tällöin padon itäpuoli saatiin sijoitettua paremmin kallionokkien välissä olevalle kivennäismaakannakselle

• Uuden rakentamislinjauksen myötä patopenkereen taakse jäävän koskemattoman maakannaksen leveyttä voitiin samalla kasvattaa, mikä lievensi osaltaan padon pohjan epävakauteen liittyviä riskejä

Vanha patorakennuspaikkaUusi patorakennuspaikka

Pohjapadon rakentaminen• Pohjapadon tuki- ja säätöratkaisuksi asennettiin ponttilankuista valmistettu elementtiseinä• Vedenkorkeuden säätäminen tapahtuu patoaukon etupuolen kiskoihin asennettavilla lankuilla• Pohjakynnyksen korkeusasema ja säätövarat on määritetty siten, että kosteikkosuunnitelmassa

esitettyä vedenkorkeuden tasoa voidaan laskea tarvittaessa 40 cm ja nostaa 26 cm.

Pohjapadon tiivisteseinä• Pohjapadon tiivisteseinä rakennettiin kyllästetystä vesiponttilankusta 42 x 145 mm

Tiivisteseinän materiaalikustannukset:

- puutavara n. 500 € sis. alv - rautaosat 50 € sis. alv - kiinnitystarvikkeet n. 50 € sis. alv

Tiivisteseinän mitoitustietoja:

- elementin korkeus 1700 mm - elementin pituus 5800 mm - patoharjan vaakasuora pituus 1000 mm - luiskakaltevuus 1:2 - Vedenkorkeuden säätövara n. 660 mm

Kuva: Timo Niemelä

Pohjapadon rakentaminen• Pohjapato rakennettiin rinteestä saatavista kivennäismaaleista siten, että erityisesti

virtausaukon pohja- luiskarakenteiden verhoilussa käytettiin yksinomaan savea• Kiviverhoilun alle levitettiin Stabilenka lujitekangas 200/45 kN/m• Pohjapadon alapuoleisen luiskan virtausuomaa vahvistettiin vielä maanomistajalta saaduilla

vahvoilla muovikastoilla, jotka suojaavat tehokkaasti padon runkorakenteita virran kuluttavalta vaikutukselta


Pohjapadon rakentaminen

• Pato verhoiltiin kosteikon läheisyydestä kerätyillä louhoskivillä

• Kivien asettelu tehtiin käsityönä, mikä pienensi osaltaan kohteelle tarvittavan verhoilukiven menekkiä

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Ari Mäkiharju

Patokaivon asennus• Patokaivo asennettiin pohjakynnyksen viereen kovan savimaan päälle • Kaivon vesijuoksun korkeusasema määritettiin siten, että pääosa kosteikkoalueesta

voitaisiin tarvittaessa laskea tyhjäksi ja, ettei kaivon poistoputken pää jäisi alajuoksun puoleisen kosteikon määrittämän vesipinnan alapuolelle


Patokaivon kustannukset:

- säätösalaojakaivo 800 € sis. alv

- rumpuputket (SN8) ja putkien kiinnitystarvikkeet 250 € sis. alv

Virheellinen toimitus vaikeutti kaivon asennusta• Kaivotoimitus ei vastannut tilattua kaivoa, sillä kaivon lähtevään päähän tarkoitettu 30

asteen kulma olikin rakennettu kaivon tulopuolelle• Valmistusvirhe vaikeutti kaivon sijoittamista, sillä rinteen puolella oli vastassa kallio, eikä

kaivoa kannattanut toisaalta asentaa epävakaammalle turvemaalle, sillä rinteen tyvellä oli pohjapadon kosteikon puoleiselle reunavyöhykkeelle ulottuva kiintosavilusto

Patokaivon kustannukset: - Säätösalaojakaivo 650/600 mm 850 € sis. alv - Rumpuputket SN8, muhvit ja putkien kiinnitystarvikkeet 360 € sis. alv

Patokaivon asennus ja maatäyttö• Rumpuputkiliitokset (tulo 6 m ja poistolinja 6+6 m) varmistettiin haponkestävillä ruuveilla• Patokaivon maatäyttö toteutettiin varoen ja tasaisesti kaivoa kiertäen• Kaivon tuloputken edustalle kaivettiin syvempi lieteallas putken tukkeutumisen estämiseksi

Patokaivon kustannukset: - Säätösalaojakaivo 650/600 mm 850 € sis. alv - Rumpuputket SN8, muhvit ja putkien kiinnitystarvikkeet 360 € sis. alv

Kuva: Timo Niemelä

Patokaivon asentamiseen liittyviä huomioitaPatokaivon yhteisiin liitettävien rumpuputkien arinat tulee pohjustaa erittäin huolellisesti yhtenevään korkeusasemaan, jottei putkien päälle tuleva maatäyttö pääse aiheuttamaan vääntöä kaivon sisärakenteeseen

Kaivomateriaalien laatuun kannattaa kiinnittää erityistä huomiota kosteikkorakennuskohteissa, joissa kaivojen maatäytöt joudutaan toteuttamaan heikosti muotoutuvilla savimailla ja useimmiten erittäin haastavissa työmaaolosuhteissa

Huom. Kaivon periaatekuvassa esitetyt kaivon mitoitustiedot eivät vastaa kohteelle asennettua kaivoa, © Timo Niemelä

Kohteella tilatun kaivon mitoitustietoja: - kaivorungon koko 650/600 mm - tulo- ja poistoyhteiden koko 250/230 mm - kaivon korkeus 2200 mm - lietepesän syvyys 300 mm - kiinteän padotusputken pituus 1050 mm - liikkuvan padotusputken pituus 800 mm - padotuskorkeuden säätövara n. 700 mm

Patopenkereen rakentaminen kosteikkonotkon yli

• Pato rakennettiin rahkaturpeesta, jota kaivettiin ainoastaan kosteikon puolelta• Kustannussyistä rahkaturvetta kaivettiin aluksi heti padon kosteikon puoleiselta alueelta,

jolloin pitkällä puomilla (n. 16 m) varustettu kaivinkone pystyi siirtämään kaivumassat patorungon keskiosiin yhdellä siirrolla

Kuva: Timo Niemelä


• Patopenkereen eteen muodostunut syvä kaivanto heikensi kuitenkin merkittävästi pohjamaan kantavuutta, jolloin osa patopenkereen massoista nousi ylös kaivannon pohjalle

• Syntyneen massaepätasapainon korjaamiseksi koko kaivanto täytettiin välittömästi rinteestä ja kauempaa kosteikkoalueen puolelta kaivetuilla mailla, joilla padon liike saatiin pysäytettyä

Kuva: Timo Niemelä


• Pahimmista notkopaikoistaan useita kymmeniä senttimetrejä vajonnut penger saatiin korjattua padon edestä käsin

• Korjaustyön onnistumisen edellytyksenä oli rinteen puolelta kaavitut kuivat maamassat, joista saatiin rakennettua konetta kantava maakannas kaivannon pohjalle jääneen erittäin löysän rahkaturpeen päälle



• Padon vajoamisen jälkeen uusia patomassoja jouduttiin käsittelemään kahteen kertaan, jotta patopenkereen eteen jäisi riittävän leveä patorakennetta tukeva koskematon maakannas


Patorakentamisessa käytetty työtekniikka• Rahkaturpeesta rakennetun padon päällä ei voinut liikkua liki 30 tonnia painavalla

kaivinkoneella, joten koneen oli työskenneltävä padon etupuolella olevalta koskemattomalta maalta käsin

• Uppoamisvaaran vuoksi kaivutöitä tehtiin aluspuiden päältä

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä

Patopenkereen rakentaminen valtaojan yli• Ojan ylitystä varten toteutettiin paalutus, millä pyrittiin parantamaan patorakenteen tiiviyttä

sekä vähentämään patomassojen liukumista ojan pituussuunnassa• Paalutusta varten kaivinkoneeseen vaihdettiin metsäkoura, jonka avulla tukkien käsittely oli

joutuisaa • Ojan kohdalla kova pohjamaa tuli vastaan noin 5-5,5 m syvyydessä, joten tehtyä paalutusta

varten tukeista sahattiin noin 6 metrin pituisia pätkiä


Patopenkereen rakentaminen valtaojan yli• Tukipaalutuksen ympärille olevan koskemattoman pintamaan päälle tehtiin kevyt maatäyttö

lujitekankaan asennustyön helpottamiseksi• Koska lujitekankaista leikatut vuodat lomitettiin aina noin 1 metrin verran toistensa päälle,

oli maapintaa tasattava aina ennalta kankaiden asennustyön etenemän verran• Lujitekankaan helma ulotettiin aina padon kosteikon puoleisen etuluiskan tyveen

rakennetun vesikatkon yli, jolloin yksittäisen vuodan pituudeksi muodostui noin 17 metriä

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo NiemeläKuva: Timo Niemelä

Patorakenteen alla käytetty lujitekangas• Lujitekankaan käytön tavoitteena oli parantaa patorakenteen vakautta huonosti kantavalle

pohjamaalle rakennettaessa• Patopenkereen alle asennettiin yhteensä 1000 m2 Stabilenka -nimistä lujitekangasta, jonka

vetolujuus pituussuunnassa oli 200 kN / m poikittaissuunnassa 45 kN / m • Lujitekankaan kustannukset nousivat yksikköhinnalla 2,5 € / m2 + alv yli 3000 euroon

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo NiemeläKuva: Timo NiemeläKuva: Timo Niemelä

Työskentelyolosuhteissa tapahtunut muutos• Ojalinjan ylityksen jälkeen patorakennustyön luonne muuttui olennaisesti, sillä ensinnäkin

seisova vesi heikensi tuntuvasti maan kantavuutta, mikä vaikeutti kaivinkoneen työskentelyä• Veden vaikutus muutti myös selvästi rahkaturpeen ominaisuuksia, eikä veden kyllästämiä ja

veteliä maamassoja voinut käyttää padon rakentamiseen

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo NiemeläKuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä

Patopenkereen loppuosan rakentaminen• Patopenkereen rakentamista jatkettiin vastarinteen puolelta, josta voitiin vyöryttää

kivennäismaita jo aiemmin rakennettua patopengertä kohti• Yhdistyvien patopengerten keskiosat saatiin täytettyä konetta hyvin kantavan

kivennäismaapadon päältä käsin

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo NiemeläKuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä

Patopenkereen loppuosan painuminen• Kosteikon muiden rakennustöiden vielä jatkuessa havaittiin muutamien päivien kuluessa

padon valmistumisen jälkeen, että kosteikkonotkon alavimman ja märimmän paikan päälle rakennettu osa padosta oli painunut enimmillään noin 35 cm alle tavoitteena olleen patopenkereen harjakorkeuden (= kohteen ylin suunniteltu padotustaso + 50 cm)

• Patomassojen painumisen vaikutus näkyi selvästi myös patopenkereen luiskissa, kuten kuvasta voi havaita

• Painuman syyksi arvioitiin patomassojen painon seurauksena tapahtunutta veden syrjäytymisvaikutusta, sillä patopatopenkereen alle jäänyt pohjamaa oli veden laskemisesta ja rakennusajan kuivasta ajankohdasta huolimatta erittäin märkä

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo NiemeläKuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä

Patopenkereen painuman korjaaminen• Ennen koneen poissiirtämistä patopengertä päätettiin korjata lisäämällä painuneeseen

padonosaan kallion päällä kaluttua täyttömaata, jolloin myös padon lommolle painuneet luiskat saatiin muotoiltua uudelleen

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo NiemeläKuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä

Perräisen kosteikon patorakennustyöt• Kosteikon perustamiseksi rakennettiin pato, jonka pituus on noin 106 m• Patopenkereen korkeus maanpinnasta kosteikon alavimmilla notkopaikoilla jopa 1,5 m

Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo NiemeläKuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä Kuva: Timo Niemelä

Patorakennustöiden kustannukset ja työssä käytetty kalusto: - Kaivinkonetyöt 86 h x 110,70 € / h = 9520,20 € sis. alv - Työt toteutettiin Hitachi Zaxis 210 LC -telakaivinkoneella, joka oli varustettu pitkällä 16,5 metrin puomilla ja kallistuvalla luiskakauhalla

Kosteikon kaivinkonetöiden urakointi:

- Kohteen koneurakoinnista vastasi Virtain Kiinteistöpalvelu Oy - Käytännön kaivutöitä suorittivat Arto Ala-Lankoski ja Petri Perämäki

Kuva: Timo Niemelä

Kosteikkoalueen kaivu- ja muotoilutyöt

Tavoitteena kosteikon rakenteellinen monimuotoisuus: - Avovesipinta-alan (n. 2,8 ha) maksimointi mahdollisimman kustannustehokkaasti - Vesilinnuille soveltuvia pesimäsaarekkeita ja suojapaikkoja - Lisätä reunan ja erilaisten pienelinympäristöjen määrää sekä kosteikon syvyysvaihteluita - Parantaa kosteikon merkitystä kiintoaineen ja ravinteiden pidättäjänä - Säilyttää suotuisat edellytykset patoamisen positiivisille linnustovaikutuksille

Kuva: Timo Niemelä

Kosteikkoalueen monimuotoisuutta lisäävien muokkaustöiden kustannukset: - kaivutyöt 20 h x 110,70 € / h = 2214,00 € sis. alv

Kosteikkoalueen kaivu- ja muotoilutyöt

Kuva: Timo Niemelä

Kosteikon kehitystä ja luontovaikutuksia seurataan tiiviisti rakentamisen jälkeen

• Vesilinnut hankkeen luontovaikutusten indikaattoreina

• Maanomistaja toteuttaa laskentaohjelman mukaiset vesilintulaskennat aina vuoden 2015 loppuun asti

Kuvat: Paavo Porkka

Kosteikon vesipinta hurjassa nousussa syksyn rankkasateiden myötä, kuva 11.10.2012

Kuva: Timo Niemelä

Korjaustoimenpiteistä huolimatta pato on painunut ongelmakohdasta jälleen jonkin verran,

tilanne 11.10.2012

Kuva: Timo Niemelä

Kosteikkoalueelle toteutetut rakenteet saavat uutta ilmettä veden noustessa, kuva 11.10.2012

Kuva: Timo Niemelä

Hakkuissa latvotut kuusipuuryhmät luovat vesilintujen tarvitsemaa pesimäsuojaa


Kosteikkoalueen muokkaustöiden avulla on helppo lisätä rantaviivan ja muiden arvokkaiden

pienelinympäristöjen määrää


Kosteikon yläjuoksun alava peltoalue tarjoaa runsaasti laadukasta elinympäristöä vesilintujen

käyttöön, vesi nousussa 11.10.2012



Pohjapadon korjaustyöt 14.01.2013

Kuva: Timo Niemelä

Pohjapadon korjaustyöt 14.01.2013Perräisen kosteikon alkuperäinen pohjakynnys tiivisteseinällä osoittautui rakenteellisesti toimimattomaksi.

→ Ongelma: vesi pääsi kiertämään tiivisteseinän taakse pystylankkuja sitovan vaakasolkilankun alapintaa pitkin

Tiivisteseinän rakennevirheet ja muuta huomioitavaa asennuksessa: - vaakasolkilankku ei olisi saanut ulottua tiivisteseinän päähän asti

- tiivisteseinän olisi pitänyt olla selvästi pitempi, jotta elementin olisi saanut tiivistettyä virtausaukon päistä paremmin maamassoilla

- tiivisteseinän olisi kannattanut asentaa heti padon kosteikon puoleiseen etuluiskan jatkeeksi eikä padon keskelle, kuten nyt virheellisesti tehtiin

- seinän asennuksessa olisi pitänyt käyttää allaskumia tai muuta vettä läpäisemätöntä tiivistettä siten, että veden liike elementtiä vasten olisi voitu kokonaan estää

- virtausaukko olisi saanut olla kapeampi, jotta veden läpivirtausnopeus pysyisi suurempana


Pohjapadon korjaustyöt 14.01.20131. Patovuodon aiheuttanut syöpymä kaivettiin

esiin patoseinän molemmilta puolilta

2. Patoseinän pystylankkuja sitovasta vaakasolkilankusta irrotettiin noin metrin pätkä elementin molemmista päistä

3. Patoseinää jatkettiin päistä vesivanerilla. Elementtiin kosteikon puoleiseen viisteeseen kiinnitettiin vaakalankku, johon allaskumi voitiin kiinnittää


Pohjapadon korjaustyöt 14.01.2013


Vettä läpäisemätön Firestone allaskumi kiinnitettiin metallilistojen avulla patoseinän vaakasolkilankkuun ja virtausaukon reunaluiskiin kiinnitettyihin tukipintoihin → Näin voitiin estää veden pääsy vaakasolkilankun alapintaan

Kuva: Timo Niemelä

Pohjakynnys 20.04.2013


Kuva: Timo Niemelä

Keväällä lumien sulamisen myötä paljastui, että aiempi vuoto oli aiheuttanut luultua suuremmat vauriot myös pohjakynnyksen takaluiskaan, mikä edellytti luonnollisesti korjaustoimenpiteitä

Pohjakynnyksen korjaustyöt 20.07.2013


Kuva: Timo Niemelä

Kuva: Timo Niemelä

- Patoseinän takaluiskaan kiinnitettiin vastaavasti allaskumi, jottei seinän yli syöksyvä vesi poistuisi kosteikosta mahdollisimman hallittua reittiä pitkin

Pohjakynnyksen korjaustyöt 20.07.2013

Kuva: Timo Niemelä

- Korjattu ja kavennettu pohjakynnyksen vesiuoma viimeisteltiin louhekiviverhoilulla

Environment

Perräine kosteikon rakentamisen dokumentointi