Jätevesiviemäriverkoston vuotovesitutkimukset kanta-Oulussa:savukokeiden käytännön toteutus

Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli arvioida ja tarkentaa jätevesiverkoston vuotovesitilannetta kanta-Oulun alueella ja tehdä yhteenveto vuotovesitutkimusten tilanteesta. Työ on tehty osana laajempia vuotovesitutkimuksia, joita Oulun Vedellä on muutaman vuoden ajan suoritettu. Vuotovesiä ovat ympäröivästä maaperästä viemäriin verkoston vikojen vuoksi vuotavat vedet, maan pinnalta tarkastuskaivojen kansien kautta viemäriin päätyvät vedet ja suoraan jätevesiverkostoon johdetut hulevedet ja kuivatusvedet. Jätevesiverkoston vuotovedet muodostavat Oulussa lähes puolet kokonaisjätevesimäärästä. Vuotovedet lisäävät jätevesien puhdistus- ja pumppauskustannuksia merkittävästi. Jätevesiverkostoon päätyvät sulamisvedet haittaavat typenpoistoa, ja kesän rankkasateet heikentävät kokonaisfosforin, kiintoaineen ja biokemiallisen hapenkulutuksen (BOD) puhdistustehoa. Vuotovedet aiheuttavat merkittäviä ohijuoksutuksia jätevedenpuhdistamolla ja verkostossa. Työn teoriaosassa esitettiin verkostossa ja kiinteistöjen alueilla esiintyvät vuotovesilähteet sekä tutkimusmenetelmät niiden etsimiseen ja todentamiseen. Työssä käsiteltiin myös savukokeen käytännön suorittaminen ja arvioitiin menetelmän toimivuutta. Vuotovesien aiheuttamat kustannukset ja ympäristövaikutukset on esitetty aiempien tutkimusten perusteella. Vuotovesitilanteen tarkastelu suoritettiin käymällä kanta-Oulu läpi suuralueittain. Vuotovesitilannetta arvioitiin vertaamalla savukoetuloksia aiemmin tehtyihin pumppaamotarkasteluihin ja Vuove-tutkimuksiin. Työssä arvioitiin myös vuotovesitutkimusten tarpeellisuutta tulevaisuudessa. Savukoe on nopea ja melko edullinen vuotovesien tutkimusmenetelmä. Se voidaan suorittaa lähes täysin katualueelta käsin, ja sen tulokset ovat lähes yksiselitteisiä. Sillä ei kuitenkaan saavuteta täysin luotettavia tuloksia, sillä savun kulkeutuminen voi estyä tai vaikeutua monesta syystä. Savukokeella ei saa tietoa putkirikoista eikä juurikaan väärin liitetyistä salaojajärjestelmistä. Savukokeita suoritetaan vain kesällä ja paras sää niiden suorittamiseen on sateeton pilvipouta. Tahallista hulevesien johtamista virheellisesti jätevesiverkostoon havaittiin eniten vanhoilla omakotitaloalueilla sekä hulevesiviemäröimättömillä alueilla. Uudemmilla noin 1990–2010-luvuilla rakennetuilla alueilla virheellisiä liitoksia ei juurikaan havaittu, mutta saneerattujen verkostojen yhteydessä niitä löytyi merkittäviä määriä. Sekaviemäröintejä on Oulussa edelleen kolmella alueella, joista Keskustan sekaviemäröinnit ovat Oulun suurimmat vuotovesilähteet. Muut sekaviemäröinnit ovat hyvin pienialaisia. Kiinteistöjen virheellisesti liitettyjä hule- tai kuivatusvesijärjestelmiä havaittiin eniten Puolivälinkankaan, Koskelan ja Oulunsuun suuralueilla. Verkoston vikojen johdosta vuotovesiä havaittiin muodostuvan erityisesti Pateniemen suuralueella, Myllyojan kaupunginosassa, Ylä-Haapalehdossa sekä Kuivasjärven kaupunginosan itäpuolella. Tulevaisuudessa kanta-Oulussa savukokeita tulisi ensisijaisesti suorittaa Karjasillan, Höyhtyän, Nokelan, Raksilan ja Nuottasaaren kaupunginosissa vanhoilla omakotitaloalueilla. Useita kohteita tulisi tutkia myös virtausmittauksin, TV-kuvauksin ja väriainekokein. Suurin osa kanta-Oulussa tarvittavista vuotovesitutkimuksista on kuitenkin jo tehty, joten vuotovesitutkimusten painopistettä tulisi hiljalleen siirtää kanta-Oulusta kohti Haukipudasta, Kiiminkiä, Ylikiiminkiä, Muhosta ja Iitä.The aim of this bachelor thesis was to evaluate and detail the leakage situation of sewage sewer system in inner Oulu and make summary from leakage investigations. This thesis has been done as a part of wider leakage investigations that Oulun Vesi has performed during a few years. Leakage waters are formed from groundwater and seepage water that leaks into sewers due to damage of network, run off rainwater that leak into throughout well covers and drainage water that is derived straight into a sewer system. Leakage water forms almost half of the total wastewater flow in Oulu. The purifying and pumping costs increase significantly because of leakage water. Melting water that end up into sewers weakens the removal of total nitrogen, and rainstorms disturb the purifying efficiency of total phosphorus, total solids and biological oxygen demand (BOD) in the summer. Leakage water also cause some significant spillovers in the waste water treatment plant and network. Leakage water origins that is appearing in the network and in the properties, was presented in theoretical part of this thesis. The practical implementation of smoke test was also introduced and the functionality of this investigation method was evaluated. The costs and environmental impacts, that is caused by leakage water, was presented based on previous studies. The analysis of sewer leakage situation was accomplished by going through all the subareas in inner Oulu. The leakage situation was evaluated by comparing executed smoke test results to previous pumping reviews and Vuove-investigations. The necessity of leakage investigations was also assessed in this thesis. Smoke test is fast and rather cheap leakage investigation method. It can be executed almost totally on the street area so there is no need to go into properties. Results are also nearly unambiguous. However, the results from smoke test are not absolutely reliable because the spreading of smoke can be prevented or become more difficult by many reasons. Besides, smoke test does not provide information from pipeline breaks and it provides hardly any information from incorrectly connected underground drain systems. Smoke test are performed only in summertime and the best conditions for test is rainless, cloudy but dry weather. Intentional and incorrect drainage water derivation into sewers was mostly observed in old residential districts and in areas where storm sewers were missing. Incorrect connections were not much observed in the newer areas that has been built in 1990–2010 but they were found significantly in renovated network areas. There are still combined sewer systems on three different regions in Oulu. The combined sewer system in Oulu city Centre is the biggest leakage water source in Oulu but other combined systems are in very small extent. The incorrectly connected drainage systems in properties were found most from Puolivälinkangas, Koskela, and Oulunsuu subareas. Leakage water that was caused due to damage of network was observed most from Pateniemi subarea, Myllyoja district, Ylä-Haapalehto area and eastern parts of Kuivasjärvi. In the future, smoke tests should be executed especially in Karjasilta, Höyhtyä, Raksila and Nuottasaari regions in old residential districts. There are also several destinations where flow measurements, video capturing and color tests would be necessary. The major part of leakage investigations in inner Oulu has already done so the balance of leakage investigations should be transferred towards Haukipudas, Kiiminki, Ylikiiminki, Muhos and Ii