Sajab üha äkilisemalt, tarvis on tarku lahendusi

Kliima muutub, sademed on meie kandis varasemast ägedamad, ehkki nende koguhulk polegi näiteks aasta lõikes eriti suurenenud. Asulate sadevee- ja heitveesüsteemid ei suuda selliseid äkilisi valinguid vastu võtta, neid kõiki suuremaks ehitada pole samas mõeldav. Probleemide kompleksile pakub tarku pilootlahendusi kolm aastat kestnud Läänemere riikide teadlaste ja inseneride ühisprojekt NOAH. Kirjutab Ants Vill. Läbi aegade on inimesed teinud paradoksaalse tähelepaneku – üleujutuse puhul on esimene asi, millest puudus kätte tuleb, puhas ja saastevaba joogivesi. Tulvad panevad liikuma kõik ebatervisliku, mis maastikul olemas, kuigi tavalise ilma korral kaevudest lahus: ujutatakse üle prügimäed, sõnnikuhoidlad, raibete matmispaigad, kuivkäimlad, reoveekraavid, kanalisatsiooni ning reovee puhastusseadmed ja kalmistud, sealhulgas näiteks ka katkuhauad. Uuemal ajal on tulvade kahjulikkus veidi teisenenud, kuid probleem pole oma teravust minetanud. Tugevate paduvihmade korral tungib üleujutatud süsteemidest puhastamata reoveega segunenud vihmavesi ja sellele lisanduv üle kallaste tunginud mere- või jõe/järvevesi tänavaile-haljasaladele-väljakutele. Vesi läheb aga merre, võttes kaasa kõik, mis tavaolukorras jääks reoveepuhastusseadmetesse. Ühesõnaga, puhtama Läänemere saavutamiseks ei piisa vaid asulaile korralike reoveepuhastite ehitamisest. Vaja on välja ehitada ka süsteemid, mis väldivad äkktulvade tekitatud üleujutuste halbu tagajärgi.

Süsteemne lähenemine

Tervikliku planeerimise, põhjaliku riskianalüüsi ja sademeveesüsteemi nutika juhtimisega on võimalik suurendada linnapiirkondade võimekust ajutise liigvee haldamisel, näitas Tallinna Tehnikaülikooli eestvedamisel läbi viidud projekt. Kuue Läänemere-äärse riigi ülikoolid, teadusasutused, omavalitsused, vee-ettevõtted ja -erialaliidud töötasid aastatel 2019–2022 (ametlik lõpp 31. märts 2022) läbi viidud „Kesk-Läänemere piirkonna projekti NOAH” raames välja uudsed linnapiirkondade sademevee majandamise ja üleujutusriskimõjude hindamise ja leevendamise meetmed. Kaks edukat pilootprojekti on ellu viidud ka Eestis: Haapsalus ja Rakveres „Mõõtmised näitavad, et sajud on meie piirkonnas sagenenud ja tugevnenud, kohati oma kolm korda. Lisaks on üha rohkem lokaalseid paduvihmasid, mis ei pruugi korraga haarata isegi tervet linna. Ka on hoogsa ehitustegevuse käigus üha suuremad pinnad asulais saanud kõvakatte, nii on vähemaks jäänud alasid, mis võiksid sajuvee endasse imeda. Nii valgub liigvesi (ja ka näiteks tänavuse talve erakordselt ohtra lume sulavesi) suurtes valgalades ehk kokkuvoolupiirkondades lühikese aja jooksul kanalisatsiooni. Need torustikud on omal ajal küll teatava varuga ehitatud, aga nende vastuvõtuvõimel on piirid. Samas pole ka mõeldav ehitada tervete asulate ja linnade kanalisatsioon näiteks kaks korda suuremate torude peale ümber,“ märkis NOAH projekti Eesti koordinaator, Tallinna Tehnikaülikooli professor Ivar Annus. „Küll on aga võimalik leida n-ö nutikaid lahendusi, luua suhteliselt tagasihoidlike kuludega tarku, isetoimivaid ja muutustele reageerivaid süsteeme, mis selliste valingute kahjulikke mõjusid vähendavad.”

Klapp kinni ja hiljem vaatame

Tarkade sademeveesüsteemide, seirevahendite ja planeerimismeetodite testimiseks ja rakendamiseks reaalsetes linnakeskkondades valiti NOAH projekti raames välja kaheksa pilootala. Üleujutusriski analüüside koostamiseks loodi testalade sademeveesüsteemidest digitaalsed kaksikud ehk mudelid. Nende abil vaadati, kuhu on otstarbekas paigaldada seire ja reaalajas juhtimise seadmed. Lisaks töötati välja metoodika, mille abil hinnata linnapiirkonna üleujutusriske erinevate kliima- ja arengustsenaariumite korral. NOAH projekti raames loodud tööriist, äärmuslike ilmastikuolude kiht (ingl k Extreme Weather Layer, EWL), ühendab omavahel sademevee majandamise ja ruumiplaneerimise ning võimaldab analüüsida, kuidas muuta olemasolevad hooned ja rajatised kliimamuutuste mõjudele paremini vastupidavaks.

Lisaks planeerimistööriistale rajati projekti käigus Haapsalu ja Rakvere targa sademeveesüsteemi pilootrakendused. Peamine idee on selliste digitaalse mudeli alusel arendatud süsteemide puhul tekitada liigvee puhvermahutid, kust vesi vabastatakse pärast saju või tormi lõppu kanalisatsiooni selle vastuvõtuvõimet arvestatavates mahtudes. Selline tark lahendus loodi Rakverre Süsta tiigi väljavoolule. Või siis, nagu Haapsalus, välditakse tormi tõttu tõusva merevee tungimist kanalisatsiooni ning äravoolukraavidesse, sulgedes automaatselt varjad ehk lüüsid, mille kaudu igapäevaselt vesi linnast ja selle ümbrusest merre voolab. „Probleemi uurimine algab alati mõõtmisest. Liigvee probleemi lahendamisel on vaja süsteeme pidevalt monitoorida. Esialgsete mõõtmisandmete ja analüüsi põhjal loodi NOAH projekti pilootaladele üleujutusohtlike piirkondade digitaalne arvutusmudel, selle abil aga sai leida piirkonnas kohad, kus veetaseme pidev mõõtmine võimaldab rakendada tarku automaatsüsteeme äravoolu torustiku ülekoormamise vältimiseks. Mõõteüksus koos selle juhitavate varjadega võimaldabki luua süsteemi, mis automaatselt tuvastab torustikus üleujutuse ohu ja sulgeb teatavaks perioodiks vee sissevoolu torustikku,” kirjeldas Annus süsteemi põhiideed. „Väliskanalisatsioonivõrgu standardi järgi leitakse torustike jaoks projekteerimistingimused, mis võtavad arvesse valgala suurust ehk kokkuvoolu aega, vihma korduvuse tõenäosust ning vihma intensiivsust. Näiteks 20-minutiline sajuhoog vihma intensiivsusega 25 mm/h annaks koguse 8–9 mm. Viimastel aastakümnetel on sagedamini tulnud ette suure intensiivsusega sadusid ja teisalt on suurenenud vettpidavate pindade osakaal, millest vesi ei imbu maapinda, vaid tulvab suurelt alalt madalamatesse piirkondadesse, võimendades valingu mõju veelgi,” selgitas Annus. „Sellisele probleemile on siiski lahendus olemas – venitada äravoolu aeg pikemale perioodile nii, et sadevete süsteem jõuaks sellega toime tulla. Liigne vesi suunatakse puhveralale – tiiki (nagu Rakveres), luhale või mõnel puhul – näiteks suure kaubanduskeskuse katusele kogunenud vihmavesi – ajutiselt, näiteks pooleks tunniks kuni viiesentimeetrise kihina keskuse parkimisplatsile. Valingu lakkamise järel avatakse andurite andmete aluselt lüüsid ja liigne vesi valgub torustikku tempos, mis selle ülekoormuse välistab. Nii välditakse puhastamata heitvee väljauhtumist tänavatele, haljasaladele ning lõppkokkuvõttes Läänemerre ja ohtlikke saasteainete ning mikroobide sattumine loomulikult ka joogivette. Ka on sellisel moel võimalik tekitada n-ö kontrollitud üleujutus, aga siis alale, kus see ei põhjusta mingit kahju,” selgitas ta. „Haapsalus on teine olukord kui Rakveres. Seal on peamine vältida tõusva merevee tungimist linna sadeveesüsteemi. Vee allikas on teine, põhimõte aga sama: mõõtmissüsteem tuvastab merevee nivoo tõusu, varjad suletakse. Kui tase on taas langenud, siis varjad avanevad,” ütles Annus. Süsteem jõudis end tõestada mullu oktoobris, kui mereveetase oli ajutiselt keskmisest kõrgem. „Probleem on muidugi laiem, kui praeguste suhteliselt tagasihoidliku maksumusega, 40–50 tuhande euroste mahtudega pilootprojektidega lahendati. Sellise raha eest palju uusi suuri torusid ju maasse ei saa. Aga neid tarku lahendusi on võimalik rakendada linnaosa või isegi linna mastaabis. Ja mitte ainult Läänemere maades, kuna oma olemuselt on süsteemid universaalsed ning rakendatavad ka mujal linnapiirkondades. Need pole ka nii keerukad, et nende igapäevase haldamisega ei saaks vee-ettevõtted ilma välise, näiteks teadlaste abita, hakkama,” rääkis Annus.

Raskused kerkisid esile, osa juba lahendati

Projekti käigus tuvastati omajagu takistusi, mis ilmnevad, kui tegu on üleminekuga teaduspõhistele ja digitaalsetele lahendusele. Mõõtmis- ja muid andmeid oli selliste probleemide lahendamiseks ning toimiva digitaalse mudeli ehk teisiku loomiseks vähevõitu ja needki ebausaldatavad. „Andmestik maa-aluste võrkude kohta – torude, kollektorite, mahutite asukohast, seisundist ning läbilaskevõimest – on kohati üsna umbmäärased või puudulikud,” nentis Annus. „Kuigi osa andmeid on saadaval projektjoonistest, varem tehtud geodeetilistest mõõdistustest ning katastrikaartidest, siis on palju probleeme nende ajakohasusega, samuti andmete kättesaadavaks tegemisega automatiseeritud süsteemide jaoks. Nii ongi vajalik teha hulk tööd: andmete ja kaartide täpsustamist, seisundi hindamist. Aga mis veelgi olulisem: vee vooluhulkade tegelikku mõõtmist komplekses süsteemis, mis hõlmab kogu uuritavat piirkonda, n-ö valgala – ja seda nii maa peal kui maa all. Seda on muidugi vaja teha ka tormide-paduvihmade ajal,” lisas ta. Näiteks Tallinna kohta on vooluhulkade osas mõningane ülevaade juba olemas – vee-ettevõte Tallinna Vesi on aastaid reaalajas automaatselt mõõtnud sademete intensiivsust 13 punktis üle linna. „Vooluhulkade ja sademete hulga alusel on võimalik sademeveesüsteemis välja valida sõlmed või kaevud, kus läbi viidud mõõtmiste alusel saab süsteemi digiteisiku ehk mudeli alusel juhtida süsteemi toimimist ka intensiivsete valingute puhul,” märkis Annus. „Uurimiste käigus sai välja töötatud ka andmete töötlusel põhinev juhtimisotsuste tegemiseks vajalik programm ehk NOAH Tool, mis võimaldab hinnata, kas ja kuhu on otstarbekas planeerida tarkasid sademeveesüsteeme. Eraldi teemana hinnati, kuidas välja arendada vee kvaliteedi jälgimise süsteem, mille raames viidi samuti läbi põhjalik andmeanalüüs ja erinevate metoodikate võrdlus,” rääkis Annus.

Kõik algab teadvustamisest

Paljude, sealhulgas ka näiteks omavalitsusüksuste, ehitajate ning planeerijate teadvusse pole jõudnud, et kliima on muutunud ettearvamatumaks, vett on ajuti rohkem ja paraku – palju on ka asfalteeritud välju, hiiglaslikke katusepindu. Nii ongi kuut Läänemere-äärset riiki haaranud ning äsja lõppenud NOAH projekti üks tähtis osa just sadevete kui nii keskkonnahoiulise, aga ka otseselt majanduslike probleemide kogumi teadvustamine. „Oluline on probleemi teadvustamine ja sealt edasi teavitamine, et on olemas juba ka toimivad lahendused ja meetmed. Seda me ka Haapsalu ja Rakvere näitel demonstreerisime. Boonusena veel hulk üldistusi ja tööriistu, mille pinnalt saavad asjast huvitatud kohalikud omavalitsused ja vee-ettevõtted oma arendustega edasi minna,” lisas Ivar Annus. Eestis oli projekti üheks partneriks Eesti Vee-ettevõtete Liit* (EVEL), kes võttis endale ülesande levitada projekti käigus kogutud teadmisi. Alaliidu tegevjuhi Pille Aarma sõnul on sademeveega seotud muredega puutunud kokku pea kõik Eesti omavalitsused ja vee-ettevõtted. Seega on teadmiste vahendamise ja võimalike uute lahenduste pakkumine väga oodatud. Projekti kaasatud partner, Keskkonnaministeerium, on lubanud projektist saadud teadmisi võimalusel arvestada ka asjassepuutuva seadusandluse parendamisel. „NOAH projekti raames välja töötatud lahendusi ja meetmeid rakendades väheneb linnapiirkondadest Läänemerre jõudvate saasteainete kogus hinnanguliselt kuni poole võrra. Projekti käigus testiti ja kohandati EWL planeerimislahendust lähtudes partnerlinnade linnaplaneerimise protseduurist. Seetõttu on NOAH kontseptsioon kergesti rakendatav mistahes Läänemere-äärses linnas. Projektijärgsete tegevuste eesmärk on kinnistada väljatöötatud lahendused, nagu kliimateadlik planeerimine ja tarkade sademeveesüsteemide rakendamine, linnade ja vee-ettevõtete igapäevatöösse, et leevendada kliimamuutustest tingitud negatiivseid mõjusid ja vähendada riikideüleselt Läänemerre jõudvat reostuskoormust,” tõi esile Pille Aarma. NOAH projekt on toonud lisaks pilootprojektide edule ka muudatusi normatiivides. „Meie üheks projekti kaaspartneriks Eestis oli Keskkonnaministeerium, kes on NOAH tegevustega kursis. Meie meeskonna liikmed osalesid ka viimase väliskanalisatsiooni võrgustandardi uuendamisel, mis kehtestati mullu juunis. Ei saa veel öelda, et meie kõik mõtted, mis NOAH projekti tulemusena sai esile toodud, oleksid uues standardis ellu viidud, kuna selge on see, et projekteerimisnormides ei saa teha väga suurt muudatust korraga. Aga usun, et järgmises standardiredaktsioonis saab juba kindlasti rääkida tunduvalt rohkem, kui olemasolevas standardis nn tarkadest lahendustest, vastavate monitoorimismetoodikate rakendamisest ja nii edasi,” tõi esile Ivar Annus. Ta lisas, et näiteks Rakveres on kasutatud paari uusarenduste planeerimisel tekkinud konflikti lahendamisel NOAH raames loodud töövahendeid, et vältida juba planeeringute algetapis muu hulgas üleujutustega seotud probleemide tekkimise võimalusi. „Mul on hea meel tõdeda, et projekti juhtinud Tallinna Tehnikaülikooli positsioon on Eestis piisavalt oluline, et suuremate taristuprojektide puhul meid kaasatakse ja tullakse nõu küsima. Ka väikesed omavalitsused on väga altid meiega nõu pidama, kuna seal puudub tihtilugu spetsiifiline oskusteave. Näiteks võib tuua värsked koostööprojektid Tallinna Veega, kes alustab oma digikaksikute ehitamist kogu linna sadeveesüsteemi jaoks. Tallinnal on sel aastal ka linna ühisveevärgi ja kanalisatsiooni arengukava uuendamisel. Samuti on kliimakindlad ja üleujutusriski vähendavad tehnilised lahendused ning meetmed rakendamisel üle-eestiliselt värskelt alanud Life IP BuildEst projektis, mida veab Majandus- ja Kommunikatsiooniministeerium ning DEPART projektis, mida rahastab Eesti Teadusagentuur. Tarkade sademeveesüsteemide rakendamine linnakeskkonnas on etapiline protsess, mida ei teosta ühe aastaga, kuid mul on hea meel, et oleme suutnud kaasata Eestist juba märkimisväärse hulga omavalitsusi, kus erinevate projektide raames selliseid lahendusi katsetada. Seega on töö antud valdkonnas pigem alles algamas,” tõi Ivar Annus näiteid projekti käigus loodud oskusteabe rakendamisest.

Mereäärne asi: Haapsalu

„Haapsalus on loodetormid need, mis võivad merevee tänavaile tuua. Kõik mäletavad 2005. aasta jaanuaritormi. Sellest alates oleme oma linna infrastruktuure, ka kanalisatsiooni parandanud. Oleme ka uusehitiste nullikõrgust märkimisväärselt suurendanud. Nüüd, viimati sügisel polnud midagi hullu, vesi kerkis meetri,” märkis NOAH projektis osalenud Haapsalu peageodeet Peep Aedviir. „Kui aga on juba poolteist meetrit, siis peaks hakkama häirekellad helisema. Sealt edasi hakkab vesi linna tulema, kui juba üle kahe meetri, siis ka osadesse elurajoonidesse sisemaal, kuhu ulatab Asuküla peakraav, mis tavaolukorras viib vett hoopis merre. Oleme teinud ka n-ö riskikaardid, kust saame näha, kuhu tulvavee erineva taseme puhul vesi ulatub. Samas aga on nii, et eelmine suurem kriis oli meil 1960. aastatel. Jah, mereäärne asi – üle promenaadi ääre tõuseb meil siin Haapsalus vesi ikka korra aastas vähemalt, 5–7 aasta kohta suuremate tänavateni ning korra poolsajandis on lugu selline nagu oli 2005. aastal. Nii ei saa ka kogu linna tammi taha varjata, nagu Hollandis. Selle tõttu peamegi leidma jõukohased leevendusmeetmeid, mis oleksid samas piisavad,” märkis Aedviir. „Meiega sarnases olukorras on näiteks mereäärsed linnad Pärnu ja Kuressaare. Neil on ka selliste kogemuste rakendamisest kasu.”

„Uuendus on automatiseeritud vari vana raudteetammi sees, mis eraldab roostikuala merest. Meil oli selline vari raudteetammis ka varem olemas, aga see oli käsitsijuhitav ning ei ole mehitatud ega töökorras juba ammu. Nüüd rajati selle kõrvale tammi autonoomne ja automaatne uus süsteem. Vari väldib ühest küljest merevee tõusu puhul selle tungimist lahte, kui aga merevee tase on roostiku omast madalam, reguleerib seda, et pooltehislik laht liiga kuivaks ei jookseks,” selgitas Aedviir. „Sarnane vari on ka varem jutuks olnud Jaama ojale plaanis, KIK-i rahastus on juba olemas. Eesmärk on vältida olukord, kus meri hakkaks kraavi kaudu sisse voolama, seal on vaja süsteemil samuti kiiresti reageerida. Aga seal on mõõdud juba teised: kui raudteel on toru diameeter 80 cm, siis ojal on reguleerimisaval laiust 2,5 ja kõrgust 1,5 meetrit. See projekt tagaks lahenduse juba suuremale osale Haapsalust,” rääkis Aedviir järgmisest projektist. Haapsalu NOAH projekti kokkuvõte videona: https://www.youtube.com/watch?v=pcs-0aUQ3e8

Sisemaa näide: Rakvere

Rakveres on linna mitmes piirkonnas olnud probleeme vihmavalingute tekitatud ajutiste üleujutustega. „Saime NOAH projekti käigus endale targa varjasüsteemi, mis reguleerib sadevete kulgu nii, et kesklinnas enam uputusi ei peaks tekkima. Meil on olnud siin olukordi, kus osa linnatänavaid on jäänud vee alla, iga paari aasta tagant. Piisanud on kõvemast valingust,” rääkis Rakvere linnavalitsuse linnamajandus- ja planeerimisosakonna planeerimisspetsialist Erkki Leek. „Nüüd peab sadevee kollektorisse paigutatud tark vari linna ülemise osa, piltlikult ligi poole linna liigse vee kinni ja suunab selle tiiki, kus seda hoitakse niikaua kinni, kuni linna alumise poole osa on jõudnud kollektorist ära voolata. Äravoolutorustikud on ju kõikjal isevooluga, sinna ei saa pumpasid paigutada, tuleb teised lahendused leida,” täpsustas ta. „Tegu oli pilootprojektiga, automaadi reguleeritav valgala on ca 2000 ruutmeetrit, kogu linna hõlmavate lahenduste arendamine on alles ees,” lisas Leek. „Varja juhtiva süsteemi nivooanduri asukoha valisime Tallinna Tehnikaülikooli teadlaste loodud matemaatilise mudeli ehk digikaksiku abil. Mudeli loomiseks oli vaja teha piirkonnas ka hulk mõõtmisi nii maastikul kui torustikus.” Erkki Leek märkis ka, et selle kesklinna lahendusega sai kõrvaldatud ka Rakvere üleujutuste kõige suurem probleem, muudes piirkondades pole äkiliste tulvade probleem nii terav. „Uutesse planeeringutesse surume sisse tingimused, et vihmavee äravoolu jaoks oleks ette nähtud vahepuhver, näiteks sadeveemahuti. Siis ei saa see probleem ka edaspidi eriti teravneda,” rääkis ta. „Järgmiseks sarnaseks projektiks meil, erinevalt Haapsalust, ei õnnestunud küll raha hankida. Aga Tallinna Tehnikaülikooliga koostöö jätkub, meil on vaja nii-öelda tarku arvutiprogramme, et kui sisestad kinnistul hoonestusala ruutmeetrid, siis programm teatab kohe, kui suur peab olema kogumismahuti.” *Põhjalik kokkuvõte NOAH projektist ja selle järeldustest https://evel.ee/teabepank/sademevesi/noah-projekti-kasiraamat/