case case stu study dy P Prnu, , Estonia Jekaterina Balicka, - - PowerPoint PPT Presentation

SUDS in context of planned urban development:

case case stu study dy Pä Pärnu, , Estonia

(D)rain for Life project conference, Pärnu 29.11.2013 Jekaterina Balicka, Gen Mandre, Ottar Tamm

Estonian University of Life Sciences

Location in the Estonia context

Main directions and characteristics of Pärnu

• ¡‘Summer ¡Capital’of ¡Estonia ¡
• ¡Area ¡32,2 ¡km2 ¡
• ¡Popula:on ¡42 ¡435 ¡(2012 ¡) ¡
• ¡Distances ¡: ¡ ¡ ¡

¡ ¡Riga ¡– ¡182 ¡km ¡ ¡ ¡Tartu ¡– ¡170 ¡km ¡ ¡ ¡Tallinn ¡– ¡129 ¡km ¡ ¡

PHYSIO-­‑GEOGRAPHICAL ¡DESCRIPTION ¡OF ¡THE ¡SITE ¡

• Case ¡study ¡site ¡is ¡about ¡250 ¡hectares; ¡
• Research ¡area ¡is ¡ ¡surrounded ¡by ¡the ¡motorway ¡Tallinn-­‑Pärnu, ¡Niine, ¡

Lubja, ¡Rõuge, ¡Uus ¡Sauga ¡and ¡Laeva ¡streets, ¡the ¡le_ ¡shore ¡of ¡Sauga ¡River ¡ and ¡the ¡former ¡military ¡airport ¡area; ¡

• The ¡major ¡part ¡of ¡the ¡project ¡case ¡study ¡area ¡is ¡currently ¡without ¡use. ¡

The ¡former ¡func:on ¡of ¡the ¡area ¡is ¡a ¡Soviet ¡military ¡airport. ¡The ¡main ¡ groundcover ¡of ¡the ¡area ¡is ¡young ¡hardwood ¡forest ¡(mostly ¡alder/Alnus ¡ and ¡birch/Betula). ¡ ¡

• Some ¡areas ¡are ¡covered ¡with ¡wet ¡meadows, ¡which ¡were ¡meliorated ¡in ¡

former ¡:mes. ¡Nowadays ¡the ¡meliora:on ¡system ¡has ¡lost ¡its ¡func:onality ¡ due ¡to ¡the ¡age ¡of ¡the ¡system. ¡

Surface and ground water

• Ground ¡water ¡level ¡at ¡the ¡case ¡study ¡area ¡is ¡rela:vely ¡high ¡through ¡the ¡

year, ¡because ¡of ¡the ¡flat ¡terrain ¡and ¡specifics ¡of ¡the ¡soil ¡layers. ¡ According ¡to ¡the ¡field ¡study ¡conducted ¡in ¡March ¡2005 ¡the ¡ground ¡water ¡ level ¡was ¡measured ¡as ¡an ¡average ¡of ¡0.6 ¡-­‑ ¡0.8 ¡m. ¡During ¡rain ¡period ¡ ground ¡water ¡level ¡may ¡rise ¡to ¡the ¡ground ¡at ¡most ¡of ¡the ¡area. ¡

• A ¡natural ¡stream, ¡which ¡was ¡partly ¡converted ¡into ¡a ¡ditch ¡was ¡draining ¡

the ¡most ¡part ¡of ¡the ¡area ¡and ¡conveying ¡the ¡water ¡to ¡the ¡river ¡of ¡Sauga. ¡ Because ¡of ¡the ¡motorway ¡construc:on ¡this ¡natural ¡connec:on ¡was ¡

• interrupted. ¡ ¡

Top ¡layers ¡of ¡a ¡natural ¡surface ¡are ¡ mainly ¡sandy ¡soils. ¡The ¡ inves:gated ¡area ¡is ¡located ¡at ¡the ¡ coastal ¡lowland, ¡where ¡natural ¡ ground ¡is ¡rela:vely ¡flat ¡sloping ¡ towards ¡the ¡south-­‑west. ¡The ¡ ground ¡is ¡the ¡highest ¡in ¡the ¡ northern ¡part ¡(Lõo ¡street) ¡area ¡ where ¡the ¡ground ¡level ¡is ¡about ¡11 ¡ meters ¡aboce ¡the ¡see ¡level. ¡ Surface ¡is ¡lowest ¡at ¡the ¡industrial ¡ zone ¡on ¡the ¡le_ ¡shore ¡of ¡Sauga ¡

• River. ¡The ¡natural ¡topography ¡of ¡

the ¡river ¡banks ¡was ¡heavily ¡ modified ¡in ¡the ¡past. ¡

Surface ¡and ¡ground ¡water ¡

Climate

Pärnu ( 1971 – 2000 ) ¡

• Jan. ¡
• Feb. ¡

March ¡ April ¡ May ¡ June ¡ July ¡

• Aug. ¡
• Sept. ¡
• Oct. ¡
• Nov. ¡
• Dec. ¡

Average per year mm ¡ 53 ¡ 39 ¡ 41 ¡ 39 ¡ 37 ¡ 62 ¡ 78 ¡ 72 ¡ 69 ¡ 78 ¡ 75 ¡ 68 ¡ One year average ¡ 711 mm ¡

Precipita:on ¡average ¡in ¡Pärnu ¡( ¡1971-­‑2000) ¡ Number ¡of ¡rainy ¡days ¡> ¡= ¡1,0 ¡mm ¡( ¡1971 ¡– ¡2000) ¡

Days with precipitation ¡

• Jan. ¡
• Feb. ¡

March ¡ April ¡ May ¡ June ¡ July ¡

• Aug. ¡

Sept . ¡

• Oct. ¡
• Nov. ¡
• Dec. ¡

> = 1,0 mm ( 1971 – 2000 ) ¡ 12 ¡ 9 ¡ 10 ¡ 8 ¡ 7 ¡ 9 ¡ 10 ¡ 10 ¡ 11 ¡ 12 ¡ 14 ¡ 14 ¡ Days in year average ¡ 126 days ¡

From ¡Estonian ¡Meteorological ¡and ¡Hydrological ¡Ins:tute ¡came ¡all ¡informa:on ¡about ¡ precipita:on ¡and ¡temperatures. ¡Estonian ¡Meteorological ¡and ¡Hydrological ¡Ins:tute ¡ ¡hjp://www.emhi.ee/index.php ¡

Precipita:on ¡amount ¡(mm) ¡and ¡comparison ¡with ¡norm ¡

¡ ¡

2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡

• Jan. ¡

119,8 ( 272,3% ) ¡ 69,2 ( 157,3% ) ¡ 41,9 ( 95,2% ) ¡ 27.0 ( 61,4% ) ¡ 81,5 ( 185,2% ) ¡ 90,3 ( 205,2% ) ¡

• Feb. ¡

29,9 ( 103,1% ) ¡ 70,4 ( 242,8% ) ¡ 23,4 ( 80,7% ) ¡ 49,6 ( 171,0% ) ¡ 26,6 ( 91,7% ) ¡ 61,1 ( 210,7% ) ¡ March ¡ 39,9 ( 110,8% ) ¡ 65,8 ( 182,8% ) ¡ 61,7 ( 171,4% ) ¡ 45,8 ( 127,2% ) ¡ 20,9 ( 58,1% ) ¡ 62,9 ( 174,7% ) ¡ April ¡ 33,3 ( 85,4% ) ¡ 41,0 ( 105,1% ) ¡ 15,3 ( 39,2% ) ¡ 29,7 ( 76,2% ) ¡ 29,1 ( 74,6% ) ¡ May ¡ 34,8 ( 91,6% ) ¡ 17,0 ( 44,7% ) ¡ 22,5 ( 59,2% ) ¡ 80,6 ( 212,1% ) ¡ 39,3 ( 103,4% ) ¡ June ¡ 34,9 ( 72,7% ) ¡ 76,9 ( 160,2% ) ¡ 104, 5 ( 217,7% ) ¡ 68,0 ( 141,7% ) ¡ 31,9 ( 66,5% ) ¡ July ¡ 88,0 ( 117,3% ) ¡ 60,0 ( 80,0% ) ¡ 55,2 ( 73,6% ) ¡ 112,6 ( 150,1% ) ¡ 119,1 ( 158,8% ) ¡

• Aug. ¡

50,4 ( 67,2% ) ¡ 147,5 ( 196,7% ) ¡ 92,3 ( 123,1% ) ¡ 122,8 ( 163,7% ) ¡ 147,7 ( 196,9% ) ¡

• Sept. ¡

82,2 ( 114,2% ) ¡ 33,2 ( 46,1% ) ¡ 60,3 ( 83,8% ) ¡ 98,6 ( 136,9% ) ¡ 54,7 ( 76,0% ) ¡

• Oct. ¡

96,3 ( 135,6% ) ¡ 130,1 ( 183,2% ) ¡ 158,4 ( 223,1% ) ¡ 53,9 ( 75,9% ) ¡ 70,1 ( 98,7% ) ¡

• Nov. ¡

90,1 ( 123,4% ) ¡ 95,4 ( 130,7% ) ¡ 63,7 ( 87,3% ) ¡ 117,9 ( 161,5% ) ¡ 34,8 ( 47,7% ) ¡

• Dec. ¡

47,9 ( 79,8% ) ¡ 55,0 ( 91,7% ) ¡ 71,2 ( 118,7% ) ¡ 101,9 ( 169,8% ) ¡ 184,8 ( 308,0% ) ¡

¡ ¡

2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡

• Jan. ¡
• 0,9 ( + 4,8 ) ¡
• 0,6 ( + 5,1 ) ¡
• 2,0 ( + 3,7 ) ¡
• 12,3 ( - 6,6 ) ¡
• 3,3 ( + 2,4 ) ¡
• 3,9 ( + i,8 ) ¡
• Feb. ¡
• 9,4 ( - 3,6 ) ¡

1,4 ( + 7,2 ) ¡

• 4,1 ( + 1,7 ) ¡
• 7,4 ( - 1,6 ) ¡
• 10,4 ( - 4,6 ) ¡
• 9,1 ( - 3,3 ) ¡

March ¡ 3,5 ( + 5,7 ) ¡ 0,9 ( + 3,1 ) ¡

• 0,8 ( + 1,4 ) ¡
• 2,1 ( + 0,1 ) ¡
• 1,4 ( + 0,8 ) ¡

0,0 ( + 2,2 ) ¡ April ¡ 4,9 ( + 1,5 ) ¡ 7,2 ( + 3,8 ) ¡ 5,6 ( + 2,2 ) ¡ 5,4 ( + 2,0 ) ¡ 5,5 ( + 2,1 ) ¡ May ¡ 11,7 ( + 0,9 ) ¡ 10.9 ( + 0,1 ) ¡ 11,1 ( + 0,3 ) ¡ 12,3 ( + 1,5 ) ¡ 10,6 ( - 0,2) ¡ June ¡ 16,3 ( + 0,8 ) ¡ 14,5 ( - 1,0 ) ¡ 13,9 ( - 1,6 ) ¡ 14,4 ( - 1,1 ) ¡ 17,7 ( + 2,2 ) ¡ July ¡ 17,0 ( - 0,2 ) ¡ 16,6 ( - 0,6 ) ¡ 17,1 ( - 0,1 ) ¡ 21,8 ( + 4,6 ) ¡ 20,3 ( + 3,1 ) ¡

• Aug. ¡

18,2 ( + 2,0 ) ¡ 16,3 ( + 0,1 ) ¡ 16,3 ( + 0,1 ) ¡ 18,5 ( + 2,3 ) ¡ 16,9 ( + 0,7 ) ¡

• Sept. ¡

12,0 ( + 0,3 ) ¡ 10,4 ( - 1,3 ) ¡ 13,6 ( + 1,9 ) ¡ 11,5 ( - 0,2 ) ¡ 13,5 ( + 1,8 ) ¡

• Oct. ¡

6,9 ( + 0,0 ) ¡ 9,3 ( + 2,4 ) ¡ 4,9 ( - 2,0 ) ¡ 5,0 ( - 1,9 ) ¡ 8,2 ( + 1,3 ) ¡

• Nov. ¡

1,3 ( - 0,3 ) ¡ 3,4 ( + 1,8 ) ¡ 3,1 ( + 1,5 ) ¡ 0,5 ( - 1,1 ) ¡ 4,7 ( + 3,1 ) ¡

• Dec. ¡

2,0 ( + 4,9 ) ¡ 0,5 ( + 3,4 ) ¡

• 3,7 ( - 0,8 ) ¡
• 7,0 ( - 4,1) ¡

2,6 ( + 5,5 ) ¡

The ¡average ¡air ¡temperature ¡and ¡the ¡difference ¡in ¡the ¡norm ¡(° ¡C) ¡ ¡

The ¡Master ¡plan ¡for ¡ the ¡North-­‑West ¡Pärnu ¡ development ¡area ¡was ¡

• rdered ¡by ¡Pärnu ¡city ¡

municipality ¡and ¡ developed ¡by ¡the ¡ company ¡OÜ ¡Tinter-­‑ Projekt ¡in ¡2008. ¡The ¡ study ¡and ¡project ¡ proposal ¡of ¡the ¡ Estonian ¡University ¡of ¡ Life ¡Sciences ¡for ¡the ¡(D) rain ¡for ¡Life ¡project ¡is ¡ based ¡on ¡this ¡master ¡

• plan. ¡

¡PLANNING ¡SITUATION ¡

PLANNED ¡LAND ¡USE ¡

PLANNED ¡LAND ¡USE ¡

Planned sewer pump Planned network of ditches Planned network of pipes

The area development concept as a case study for the (D)rain for Life project

Since ¡the ¡Master ¡plan ¡detail ¡level ¡wasn’t ¡sufficient ¡for ¡the ¡cost-­‑benefit ¡analysis ¡implica:on, ¡the ¡ project ¡aim ¡was ¡to ¡concentrate ¡on ¡the ¡two ¡development ¡blocks ¡with ¡different ¡land-­‑use ¡ func:ons ¡ ¡

The area development concept as a case study for the (D)rain for Life project

The ¡maximum ¡of ¡the ¡area ¡in ¡this ¡design ¡proposal ¡is ¡dedicated ¡to ¡the ¡SUDS ¡purposes: ¡

• The ¡area ¡between ¡the ¡buildings ¡is ¡occupied ¡by ¡vegetated ¡raingardens, ¡which ¡should ¡

collect ¡the ¡stormwater ¡from ¡the ¡roofs; ¡

• The ¡area ¡of ¡the ¡parking ¡is ¡covered ¡with ¡the ¡pervious ¡pavement, ¡which ¡is ¡angled ¡to ¡the ¡

side ¡of ¡the ¡street; ¡

• The ¡raingardens ¡are ¡connected ¡through ¡the ¡overflow ¡with ¡the ¡swale, ¡which ¡is ¡embracing ¡

the ¡development ¡block ¡and ¡collec:ng ¡both, ¡the ¡water ¡from ¡the ¡car ¡traffic ¡areas ¡and ¡the ¡

• verflow ¡water ¡from ¡the ¡raingardens. ¡The ¡swale ¡is ¡connected ¡with ¡the ¡pipe ¡to ¡the ¡main ¡
• pond. ¡

RUNOFF ¡CALCULATIONS ¡

The ¡catchment ¡direc:ons ¡were ¡defined ¡for ¡the ¡whole ¡project ¡area ¡ ¡

• EVS 848:2003 Municipal sewer system
• EVS 847:2003 Municipal water supply

USED ¡STANDARDS/NORMS ¡

Q = q × k Ψ × A , where

• k ¡Ψ ¡– ¡runoff ¡coefficient, ¡depends ¡on ¡surface; ¡
• A-­‑ ¡watershed ¡area ¡(ha); ¡
• q ¡– ¡calculated ¡rain ¡intensity ¡l/s ¡(ha). ¡

¡

USED ¡PARAMETERS ¡

• t – rain endurance 20 min/60 min
• Stormwater recurrence p = 5 years

RUNOFF ¡CALCULATIONS ¡

Calculated ¡discharge ¡ Most of the area was calculated approximately as:

• about 15% of the the areawas given for SUDS;
• 10-30% (depending on the plot type) planned as other green areas

(non-SUDS);

• For hard surface, maximum building area was used;

(D)rain for Life project conference, Pärnu 29.11.2013

Project team of Estonian University of Life Sciences: Valdo Kuusemets, project leader valdo.kuusemets@emu.ee Gen Mandre, project manager gen.mandre@emu.ee Jekaterina Balicka, landscape architect jekaterina.balicka@emu.ee Ottar Tamm, researcher ottar.tamm@emu.ee Lauri Lokko, researcher lauri.lokko@emu.ee