Vesistöjen lämpötila-arvojen tutkiminen ja ymmärtäminen on yksi tärkeimmistä tekijöistä vesistön hydrologisen syklin ymmärtämiseen. Vesistön hydrologisella syklillä on suuri vaikutus vesistön ympäristön ekologiaan. Vesistön lämpötila-arvojen havainnointiin ei kuitenkaan ole monia keinoja. Lämpökameran hyödyntäminen on yksi keino, mutta vesistöjen tutkimiseen se on suhteellisen uusi asia. Tässä kandidaatintyössä on tarkoitus käsitellä lämpökameran hyödyntämistä vesistöjen tutkimisessa ja selvittää lämpökameran hyödyt ja haitat kyseisessä käytössä. Aluksi työssä perehdytään lämpökameran toimintaan ja teoriaan, minkä jälkeen käydään läpi sen hyödyt ja haitat vesistöjen tutkimisessa. Lopuksi esitetään muutama esimerkkitapaus, miten lämpökameraa voidaan hyödyntää eri tarkoituksiin vesistöjen tutkimisessa. Työn tavoitteena on tutustuttaa lukija lämpökameran toimintaan ja siihen, miten sitä voidaan hyödyntää eri käyttötarkoituksiin vesistöjen tutkimisessa. / Exploring and understanding the water temperature values is one of the most important factors for understanding the hydrological cycle of the water. The hydrologic cycle of water has a great influence on the environmental ecology of the area surrounding the water systems. However, there are not many ways of detecting the water temperature values. Utilizing a thermal imaging camera is one way to detect water temperature values but it is a relatively new in that region of research. This Bachelor’s thesis is intended to deal with the use of thermal imaging camera to the study of water systems and to determine the benefits and disadvantages of the thermal imaging camera. First, the work is focused on the operation and theory of thermal imaging camera after which benefits and disadvantages are explored in the context of studying water temperatures. Finally, a few examples are illustrated how the thermal imaging camera can be utilized for different purposes in water system research. The aim of the thesis is to familiarize reader with the basic knowledge of thermal imaging and its use in the research of water system.

Tässä kandidaatintyössä tarkasteltiin viherkaton rakennetta, sen ympäristö- ja hyvinvointivaikutuksia. Lisäksi työssä selvitettiin vertailun vuoksi, mitä kokemuksia viherkatosta on ollut muualla maailmassa. Tekstissä nousee esille myös viherkaton osien valmistus. Työn tavoitteena on tutkia viherkaton soveltuvuutta Suomen muuttuvissa olosuhteissa. Työssä tarkasteltiin varsinkin jäisiä, lumisia ja sateisia olosuhteita, joilla on merkitystä viherkaton rakenteeseen, kestävyyteen ja ilmastonmuutokseen. Viherkaton rakenteessa tulee ottaa huomioon monta eri elementtiä, jotta katosta saadaan toimiva ratkaisu. Rakenteessa on kuusi erilaista kerrosta, jotka lisäävät kattoon huomattavasti lisää painoa. Merkittävimpänä kerroksena on kasvillisuus ja kasvualusta, jotka muodostavat viherkaton ytimen. Kasvillisuustyyppien mukaan viherkatto jaetaan intensiiviseen ja ekstensiiviseen viherkattoon. Muualla maailmassa kuten Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa viherkattojen määrä on noussut huomattavasti. Tutkimuksia katon rakenteesta, kasvualustasta ja kasvillisuudesta tehdään varsinkin Saksassa, Sveitsissä ja Kanadassa. Tuloksissa on huomattu muun muassa rakennusten energian häviöiden pienentyminen ja luonnonmonimuotoisuuden lisääntyminen kaupunkialueella. Viherkatto ratkoo kestävän kehityksen ongelmia positiivisilla ympäristövaikutuksillaan, esimerkiksi pienentämällä ilmansaasteita. Lisäarvoa viherkatolle tuo sen ominaisuus vaimentaa ääntä ja sen esteettisyys. Eniten ympäristöä kuormittava vaihe on viherkaton osien valmistus. Suomessa on tutkittu olosuhteiden tuomia haasteita viherkatolle. Viides ulottuvuus on suomalainen tutkimusohjelma, joka aktiivisesti tutki parhaimpia ratkaisuja viherkattojen käytölle Suomen olosuhteisiin. Haasteita viherkatolle tuo sade, jää ja lumi. Vedenpidätyskyky on erilainen eri vuodenaikoina, joten se aiheuttaa haasteita pintavalunnalle ja ravinteiden huuhtoutumiselle. Tuloksissa jää ja lumi on todettu hyviksi eristeiksi. Talvella oli merkittävää vaikutusta vain kasvillisuuteen, sillä kaikki kasvit eivät selviä kylmän talven yli. / This bachelor’s thesis studies the structure of green roofs and their impact on environment and welfare. In addition, the thesis examines what experiences other countries have on green roofs. The thesis also includes discussion on production of green roofs. This thesis aims is to examine the green roof’s suitability in Finland’s changing conditions. This thesis especially examines the icy, snowy and rainy conditions which have impact on the green roof’s structure, durability and the climate change. The structure of a green roof needs to take into consideration many objects so the roof can be made as a functional solution. The structure usually has six layers which add noticeably more weight compared to more traditional roof. The most important layers are vegetation and substrate which form the core of the green roof. According to the type of vegetation the green roof is separated into intensive and extensive green roofs. Elsewhere in the world like in Europe and North America the green roofs amount has increased noticeably. The research of the green roof structures, substrate and vegetation has especially conducted in Germany, Switzerland and Canada. In the study results, the researchers noticed that energy losses of buildings have decreased and the biodiversity has increased at the urban area. The green roofs are a part of a solution to the problems of sustainable development with positive environmental effects. The green roofs get surplus value by its quality to reduce noise and by its esthetic nature. Production of the green roofs on the other hand can have detrimental effects to environment. In Finland, the researchers have studied the challenges of green roofs which are caused by the sub-arctic weather conditions. Fifth Dimension is a Finnish research program concentrating on the research of the best solutions for green roofs in the weather condition in Finland. Rain, ice and snow bring their own challenges to green roofs. A water retention capacity is different in every season of the year so it causes challenges for surface run-off and for nutrient leaching. In the results of the studies, ice and snow in green roofs have been revealed to be a good addition to insulation. However, winter had significant effect on vegetation because some of the plants used in green roofs haven’t survived over the cold period.

Työn tavoitteena on tutkia ja käyttää R-ohjelmistoympäristön eri vaihtoehtoja kokeellisen datan käsittelyyn ja analysointiin. Esiteltyjä asioita voidaan käyttää R:n monipuolisimpien menetelmien pohjatietoina sekä R:stä kiinnostuneelle aloittelijalle toimivana oppaana. Työssä esitellään R:n peruskäyttöä, peruskomennot datan tuontiin ja tallentamiseen ja peruskomentoja aineiston muokkaamiseen. Aineistoja voidaan haluttaessa kuvata erilaisilla graafisilla kuvaajilla. Työssä esitellään, miten useita erilaisia kuvaajia voidaan R:llä piirtää. Lisäksi kerrotaan hieman mahdollisista satunnaisaineistojen luomisesta R:llä. Kokeellisen datan käsittelyssä voidaan analysoida aineistoja erilaisilla tilastollisilla tunnusluvuilla ja käyttää graafisia menetelmiä aineistojen muuttujien tutkimiseen. Regressioanalyysillä voidaan tutkia eri muuttujien riippuvuuksia ja muodostaa malleja, joilla aineiston lähtömuuttujaa voidaan ennustaa. Residuaaleja tutkimalla voidaan löytää puutteita muodostetussa mallissa.

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää rautapitoisten vesien vaikutuksia, muodostumista ja hallintamahdollisuuksia kaupunkiympäristössä ja erityisesti Oulun Myllyojan koekohteen näkökulmasta. Rauta on yleinen metalli maaperässä, ja se on yleinen myös vesissä. Rauta ilmenee vedessä yleisimmin liukoisessa Fe²⁺ -muodossa, tai heikommin liukoisessa Fe³⁺ -muodossa. Rautapitoiset vedet voivat aiheuttaa ongelmia suurina pitoisuuksina. Korkea rautapitoisuus sameuttaa vesiä ja värjää ne punaruskeaksi. Rautasakka myös tarttuu pohjan sedimenttiin, kasveihin, vesieläimiin ja rakenteisiin. Suurina pitoisuuksina rauta voi mm. aiheuttaa vaurioita kaloille tai aiheuttaa kalakuolemia. Rautapitoisen veden hallintaan on olemassa useita menetelmiä, mutta tässä työssä keskityttiin tarkastelemaan passiivisia järjestelmiä, koska ne eivät vaadi ulkoista energiaa toimiakseen. Tällaiset passiiviset järjestelmät ovat yleensä kosteikkojärjestelmiä, jotka koostuvat usein ensin laskeutus/hapetusaltaasta, jonka jälkeen on kasvillisuuden peittämä kosteikkorakenne. Kosteikot voivat olla esimerkiksi ruokokasvien peittämiä rakenteita. Rautapitoisia vesiä voidaan myös käsitellä biosuodatusrakenteilla, joissa vesi kulkee perinteisistä kosteikkorakenteista poiketen pystysuunnassa kasvikerrosten ja maakerrosten läpi. Oulussa Hiukkavaaran alueella tapahtuu muutoksia tulevina vuosina, kun sinne rakennetaan uusi aluekeskus. Alueella virtaavan Myllyojan vesi on rautapitoista, ja siihen kohdistuu lisäkuormitusta Hiukkavaaran keskuksen hulevesistä. Tätä työtä varten rakennettiin Myllyojaan jatkuvatoiminen seurantajärjestelmä mittaamaan Myllyojan veden sähkönjohtavuutta ja pinnankorkeutta lähellä uutta Hiukkavaaran keskusta kesällä ja syksyllä 2017. Mittauksia täydennettiin kuukausittaisella vesinäytteiden otolla sekä käsitoimisilla virtaus-, sähkönjohtavuus- ja pH -mittauksilla. Mittausten ja näytteiden analysoinnin tuloksena huomattiin, että Hiukkavaaran keskuksen suunnalta tulevat hulevedet sisältävät paljon rautaa. Varsinkin liukoisen Fe²⁺ osuus oli suuri hulevesissä. Myös yleisesti Myllyojan veden rautapitoisuus oli korkealla tasolla. Rautakuormituksen osalta huomattiin myös, että hulevesistä tuleva raudan määrä on merkittävä verrattuna koko Myllyojan rautapitoisuuteen, vaikka hulevesistä tulevat virtaamat ovat paljon Myllyojan uoman virtaamaa pienempiä. Myllyojan veden rautapitoisuudet eivät pienene sateiden seurauksena kasvavan virtaaman myötä, vaan rautakuormitus kasvaa samalla. Hiukkavaaraan Myllyojalle on suunniteltu rakennettavaksi hulevesikosteikoita. Näiden rakenteiden suunnittelussa tulee ottaa huomioon hulevesien tuoma rautakuormitus, sekä liukoisen Fe²⁺ osuus. Raudan kannalta näiden rakenteiden puhdistustehokkuutta voisi lisätä kosteikkoja edeltävä hapetus- tai laskeutusallas, jossa eliöille enemmän haitallinen Fe²⁺ pääsisi hapettumaan Fe³⁺ -muotoon. Aikaisempien tutkimusten perusteella on myös syytä odottaa, että hapetus/laskeutusaltaassa tapahtuisi tehokasta raudan poistumista. / The purpose of this thesis was to examine iron-rich waters and the effects of iron in water. Iron is a common element in soil and it is a common element also in waters. In water, iron is most commonly in soluble Fe²⁺ -form or in less soluble Fe³⁺ -form. Waters containing high concentrations of iron can cause problems. Waters containing high concentrations of iron cause colorization to brown-red and turbidity in water. Iron sediment adheres to plants, aquatic life, structures and bottom sediments. In high concentrations iron can cause damage to fish and even cause fish deaths. There are various methods to manage ferrous waters, but in this thesis only passive treatment methods are examined as they don’t require energy from an outside source. Passive treatment systems are most commonly wetland systems that consist of an aeration/sedimentation pond followed by a wetland area covered by plants. Different biofiltration systems can also be used in ferrous water treatment. In a biofiltration system the water flows also vertically through layers of plants and soil opposed to commonly designed wetland systems. Hiukkavaara area in Oulu is going through changes in the near future as a new regional center is built there. Myllyoja stream flows in the area and contains high concentrations of iron. Myllyoja’s water is now also affected by the runoff waters flowing in from the new Hiukkavaara center. For this thesis a water quality monitoring system was built to measure electric conductivity and water surface level in the Myllyoja stream during summer and autumn 2017. These continuously measuring devices were located near the new Hiukkavaara center along the Myllyoja stream. Monthly water samples were also taken along with manual flow, electric conductivity and pH -measurements. The results from water samples and measurements show that the runoff waters from Hiukkavaara center contain high concentrations of iron. Especially the concentration of Fe²⁺ was high in the runoff waters. Myllyoja streams water in general contained high amount of iron. The results also show that the iron load in the runoff waters had a significant effect on the load of iron in general in Myllyoja stream water even as the flow from these runoff sources is much smaller than the flow in Myllyoja stream in general. The effect of increasing flow caused by rainfall was also observed: the water doesn’t become “diluted” due increased amount of water, but in turn iron load is increased in the stream. There are plans to build wetlands in Myllyoja. The behavior of the iron load, the amount of iron load from the runoff waters and the portion of Fe²⁺ should all be taken in to account when designing these wetlands. The effectiveness of these wetlands on treating iron could be improved by building an additional aeration/sedimentation pond. An aeration/sedimentation pond would allow Fe²⁺ to oxidize into Fe³⁺, which is a less harmful form of iron for aquatic life. Studies also show that aeration/sedimentation ponds can be effective in removing iron from water.

Työn tavoitteena oli vuotovesimäärien kartoitus Kanta-Kauhavan alueella perustuen jäteveden pumppaamoiden virtaaamadataan sekä sadanta- ja lumensyvyystietoihin. Vuotovedet pyrittiin myös jaottelemaan suotautuviin ja pintavaluntana vuotaviin vuotovesiin tilastollisen suodatinmenetelmän avulla niiden pumppaamoiden osalta, joissa dataa on saatavilla tarpeeksi laajalta aikaväliltä. Tässä työssä vuotovesillä tarkoitetaan jätevesiverkostoon vuotavia hulevesiä, perustusten kuivatusvesiä ja suotautuvia pohja- ja vajovesiä. Vuotovedet päätyvät jätevesiverkostoon rikkinäisistä tai alaville alueille sijoitettujen tarkastuskaivojen kautta, kiinteistöjen laittomista hulevesiliitännöistä tai suotautumalla rikkinäisten putkien tai epätiiviiden putkiliitosten kautta. Vuotovesien osuudet jätevedenpumppaamoiden kokonaisvirroista voivat olla merkittäviä ja ne aiheuttavat ongelmia, kuten jätevesiverkoston kapasiteetin ylittymistä, ohijuoksutuksia, rakenteiden ja laitteiston ennenaikaista kulumista, ylimääräisiä kustannuksia sekä puhdistusprosessin puhdistustehon heikkenemistä. Jätevedenpumppaamoiden datasta määritettiin niiden minimivirtaamatasot ja suotautuvien vuotovesien määrät. Minimivirtaamatasojen ja suotautuvien vuotovesimäärien perusteella laskettiin varsinaisten jätevesivirtaamien, suotautuvien vuotovesivirtaamien ja pintavaluntana vuotavien vuotovesivirtaamien osuudet jätevedenpumppaamoiden kokonaisjätevesivirtaamista. Pumppaamokohtaisen tarkastelun avulla jätevesiverkosto oli mahdollista jakaa pienempiin osa-alueisiin ja merkittävimmät ongelmakohdat saatiin rajattua tarkemmin. Jätevesivirtaamien ja eri muuttujien välisiä korrelaatioita tutkittiin Spearmanin ja Kendallin korrelaatioiden avulla. Korrelaatiokertoimia verrattiin virtaama/sadanta-kuvaajista tehtyihin havaintoihin ja tutkittiin kuinka hyvin eri muuttujien korrelaatiot antavat tietoa vuotovesien pääsystä jätevesiverkostoon. Tulosten perusteella vanhoilla alueilla suotautuvien vuotovesien määrä oli merkittävästi suurempi kuin 2000-luvulla rakennetuilla alueilla. Uusimpien alueiden vuotovesitarkastelussa kuitenkin havaittiin, että niiden valuma-alueella jätevesiverkostoon päätyy selvästi suurempia määriä vuotovettä pintavaluntana kuin mitä pitäisi. Erityisesti Hemmingintien, Kalliokoskentien, Matsompin ja Isosompin alueilla sateet aiheuttavat kasvupiikin jätevesivirtaamaan. Lisäksi Isosompin alueella vuotovettä suotautuu jätevesiverkostoon verkoston nuoresta iästä huolimatta. Ruotsalan jätevedenpumppaamo erottuu muista 2000-luvun puolella rakennetuista jätevedenpumppaamoista, koska sen jätevesivirtaama ei kasva merkittävästi sateiden vaikutuksesta. Sen sijaan sulamisvedet aiheuttavat merkittävimmät jätevesivirtaaman kasvut Ruotsalan alueella. Suurimmat vuotovesiosuudet löytyivät Luomasen, Riihimäen ja Fräntilän jätevedenpumppaamoiden alueilta. Korrelaatiokertoimet osaltaan tukivat kuvaajista tehtyjä havaintoja. Tutkituista muuttujista jätevesivirtaaman kanssa korreloi parhaiten lumenpinnan aleneminen ja seitsemän päivän kumulatiivinen sadanta. Korrelaatiokertoimien arvot jäivät kuitenkin kohtalaisen alhaisiksi ja ne eivät yksinään selitä jätevesivirtaaman kasvua. Korrelaatiokertoimien arvot eroavat kuitenkin toisistaan verrattaessa vuotavien alueiden korrelaatiokertoimia vähän vuotavien alueiden vastaaviin. Esimerkiksi kumulatiivisen sadannan korrelaatiokertoimien arvot olivat selvästi pienempiä alueilla, joilla suotautuvien vuotovesien osuudet olivat matalia. Työssä selvinneiden tulosten perusteella vuotovesilähteiden tutkintaa voidaan kohdentaa alueille, joilla vuotovesien osuudet ovat merkittävimpiä. Lisäksi työssä selvitettyjen suotautuvien vuotovesien osuuksien ja pintavaluntana vuotavien vuotovesien osuuksien perusteella voidaan päätellä merkittävimpien vuotovesimäärien vuotoreittejä ja tämän perusteella voidaan valita sopivimmat jatkotutkimusmenetelmät. Työssä saatuja tuloksia voidaan myös hyödyntää tulevaisuudessa vertailupohjana esimerkiksi tutkittaessa saneerausten vaikutusta vuotovesien määrään tietyillä alueilla. / The objective of this thesis was to examine infiltration and inflow (I/I) amounts in sewer network of Kauhava area based on wastewater hydrographs, precipitation and snow depth information. Wastewater hydrographs are also divided into infiltration and inflow waters by using filtering method, which provides information about leaking types. Inflow water is urban runoff that enters sanitary sewers from roof and yard drains and other faulty connections. Infiltrated water is groundwater entering the sanitary sewer through the defect pipe joints, cracked pipes and manholes. The amount of I/I waters can be significant and they cause multiple problems, such as decrease of sewer capacity, overflows, increasing operating costs and decreased treatment results. Theory part of the thesis discussed the structure of sewer systems and I/I water and their examination methods. In the study part pump station data was examined and compared to precipitation and snow depth information by drawing graphs and calculating correlation coefficients. Data of pump stations was also used to determine minimum discharge levels and the amounts of infiltrating leakage water, which allows to define proportions of infiltration flow, inflow and wastewater flow in pump stations. Sewer network was divided into smaller sections according to pump stations so the most defective areas could be confined. Correlations between wastewater flow and weather variables were studied by calculating Kendall’s and Spearman’s correlations and the results were compared to observations made from the graphs. The results indicated that the amount of infiltration into sewer system is remarkably higher in old residential areas. The amount of infiltration is clearly lower in the residential areas built after 2000’s. However, amounts of inflow were higher than supposed in newly built residental areas. Especially in the areas of Hemmingintie, Kalliokoskentie, Matsomppi and Isosomppi precipitation significantly increases the flow in the pump stations. In Isosomppi area infiltration into sewer system also occurs. Ruotsala is the only area where precipitation does not increase sewer flow notably. The highest I/I water proportions were found at the areas of Luomanen, Riihimäki and Fräntilä. Correlation coefficients supported partially the observations made from the graphs. In general, the highest correlation between wastewater flow and weather variables were achieved with seven-day cumulative precipitation and decrease of snow depth. However, the correlations were relatively low and they do not explain the increase of wastewater flow alone. There was still a clear difference in correlation coefficients between leaky and intact areas. For example, correlations of cumulative precipitation were distinctly lower in the areas were infiltration did not exist remarkably. Based on the results of this study, further field examinations to locate most significant I/I sources can be performed. The proportions of infiltration and inflow were separated, which enables selection of field examination types. The results found in this study can also be used as a reference in the future. For example, it will allow to define the effects of renovation.

Suomen sorateiden kunnon heikkeneminen on ollut polttava puheenaihe jo jonkin aikaa. Yhtenä osana sorateiden kunnossapitoa on selvittää soratien rakennekerrosten kantavuus. Soratien kantavuuden määrittämiseksi tierakenteesta tulee selvittää materiaaliolosuhteet, olosuhdetekijät ja jännitystilaa kuvaavat tekijät. Materiaaliolosuhteisiin vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa maksimiraekoko, rakeisuuskäyrän muoto ja hienoainespitoisuus. Olosuhdetekijöitä kuvaavia tekijöitä ovat muun muassa tiiveystila, routimis-sulamisprosessi ja kosteustila. Jännitystilaa kuvataan kenttä- ja laboratoriotutkimuksilla saatavilla muodonmuutosominaisuuksilla. CBR- ja kolmiaksiaalikoe ovat yleisimmin käytössä olevat laboratoriomenetelmät muodonmuutosominaisuuksien määrittämiseksi. Kokeiden tuloksena saadaan muodonmuutosmoduuli, jota voidaan hyödyntää soratien kantavuutta määritettäessä. Työn tavoitteena on selvittää CBR- ja kolmiaksiaalikokeen eroavaisuuksia ja antaa suosituksia, mitä menetelmää tulisi käyttää missäkin tilanteessa. Työ suoritetaan kirjallisuuskatsauksena, jonka lisäksi työhön kuuluu käytännön osuus, jossa työn tekijä suorittaa CBR- ja rakeisuuskäyräkokeita Oulun Yliopiston geotekniikan laboratoriossa. Kirjallisuuskatsauksen perusteella ei voida antaa tarkkoja rajoja, milloin käyttää mitäkin menetelmää. Sekä CBRettä kolmiaksiaalikokeessa näytteen edustavuudella on suuri merkitys koetuloksiin. Molemmissa kokeissa voidaan joutua poistamaan suuria rakeita näytteen muodostamiseksi, jolloin edustavuus heikkenee. CBR-kokeessa tuloksena saadaan CBR-luku, jota verrataan empiirisesti saatuun standardilukuun. Kolmiaksiaalikokeessa tuloksena saadaan jännitysparametrit, joiden avulla voidaan määrittää näytteen koheesio ja kitkakulma. CBR-kokeessa näytettä puristetaan yksiaksiaalisesti. Kolmiaksiaalikokeessa näytettä puristetaan kolmesta jännityssuunnasta. kolmiaksiaalisessa puristuksessa ongelmaksi muodostuu jännitysten kiertyminen, sillä kolmiaksiaalikokeessa jännityssuuntien kiertymistä ei oteta huomioon. / Declining conditions in Finland’s gravel roads have been hot topic for a while. One part of gravel road maintenance is to find out loading capacity of the road. To define loading capacity, material conditions, situational features and stress state needs to be defined. Factors affecting material conditions are among other things maximum grain size, grading curve and fine content. Factors describing situational features are for example tightness, frost-melt cycle and moisture content. Stress state is defined by deformation features in field survey and laboratory tests. CBR- and Triaxial compression tests are most used laboratory tests to determine deformation features. Deformation modulus is received as a result from both tests. Modulus can be used to define loading capacity of gravel road. Objective of this thesis is to find out differences between CBR- and Triaxial compression tests and give recommendations which test to use at given situation. Thesis is performed as a literature review. In addition, author does CBR- and grading curve tests as a practical part in Geotechnical Laboratory of University of Oulu. Based on literature review, no precise boundaries can be given for method selection. Both CBR- and Triaxial compression tests are very dependent on how well specimen represents real conditions. In both tests, large grains may need to be removed to construct specimen. In this case, representativeness of the specimen declines. In CBR-test, the result is a CBR value, which is then compared to standard CBR value. In Triaxial test, the test results are stress parameters, which are used to determine cohesion and angle of friction of specimen. In CBR-test, specimen is compressed uniaxially, where as in Triaxial test specimen is compressed triaxially. Triaxial test doesn’t take into consideration twisting of stresses which becomes a problem.

Autoistumisen ja maankäytön tiivistymisen myötä pysäköintipaikkojen käytön tehostamiseen on usein jouduttu kiinnittämään huomiota. Laajojen maanpäällisten pysäköintialueiden sijaan pysäköinti joudutaan toteuttamaan rakenteellisena ratkaisuna tonttitehokkuuksien noustessa yleensä yli eₜ= 0,8. Rakenteelliset pysäköintiratkaisut ovat kuitenkin rakennekustannuksiltaan kalliimpia ja nykyisen yleisen toimintamallin mukaan pysäköinnistä aiheutuvat kustannukset halutaan kohdentaa pysäköintipaikkaa käyttävälle. Tämän vuoksi erityisesti asukaspysäköinti elää murroksessa, jossa joudutaan tarkastelemaan pysäköintipaikkojen saatavuutta ja rakennuskustannuksien jyvittämistä. Tässä työssä on selvitetty autopaikkojen nimikoimattomuuden ja vuorottaiskäytön soveltuvuutta pysäköintipaikkojen käytön tehostamiskeinona. Tutkimuksessa rajattiin tarkastelemaan asukas- ja työpaikkapysäköinnin yhteensopivuutta vuorottaiskäyttöön. Tutkimuksen kirjallisuusaineistossa perehdyttiin tekijöihin, jotka vaikuttavat pysäköinninsuunnitteluun sekä teoriaan autopaikkojen nimikoimattomuudesta ja vuorottaiskäytöstä. Vuorottaiskäytöstä on saatavilla suppeasti tutkimustietoa tai mitoitusohjeita erityisesti asukas- ja työpaikkapysäköinnin suhteen. Vuorottaiskäytön suunnittelussa on oleellista tunnistaa eri toimijoiden pysäköintipaikan tarve. Pysäköintipaikan tarpeeseen vaikuttaa hyvin paljon myös alueelliset olosuhteet. Lisäksi tarpeen tunnistamisessa tarvitaan pysäköintialueiden toteutumatieto, jota oli hyvin vähän saatavilla. Tämä työ sisältää myös tutkimusosion, jossa haastateltiin Suomessa olevia keskitettyjä pysäköintilaitoksia, joiden autopaikat ovat nykyisellään nimikoimattomia ja vuorottaiskäytössä. Tutkimukseen valittiin pysäköintilaitokset, joissa on asukas- ja työpaikkapysäköintiä sekä mahdollisesti lyhytaikaista pysäköintiä. Työssä haastateltiin kolmen tällaisessa pysäköintilaitoksessa operoivan pysäköintiyhtiön toimitusjohtajan kokemuksia autopaikkojen nimikoimattomuudesta ja vuorottaiskäytöstä. Lisäksi tutkimusosiossa tehtiin asukaskysely, jossa selvitettiin oululaisten nykyisiä pysäköintijärjestelyjä sekä valmiutta nimikoimattomiin autopaikkoihin. Teoriaa ja tutkimusosiota hyödyntäen tehtiin valitulle kohdealueelle pysäköinnin järjestämisen suosituksia. Kohteena oli Ouluun suunnitteilla olevan Alppilanbulevardin alue, josta on kesällä 2018 valmistunut asemakaavan tueksi kaavarunko. Alueen pysäköinti järjestetään 12:ta keskitetyssä pysäköintilaitoksessa. Työn tulokseksi saatiin, että autopaikkojen nimikoimattomuutta ja vuorottaiskäyttöä voidaan hyödyntää tapauskohteen kaikissa pysäköintilaitoksissa. Sen avulla voidaan lisätä autopaikkojen pysäköintioikeuksia 1,28-kertaisesti pysäköintinormin mukaiseen autopaikkamäärään nähden koko Alppilanbulevardin alueella. Alueellisesti autopaikkojen kapasiteetin tehostaminen riippuu siitä, missä suhteessa eri tyyppistä maankäyttöä alueella on. Mikäli autopaikkojen nimikoimattomuutta ja vuorottaiskäyttöä halutaan hyödyntää autopaikkojen käytön tehostamiskeinona, täytyy ensisijaisesti maankäytön olla riittävän sekoittunutta. Sen jälkeen pitää tunnistaa, missä suhteessa eri tyyppistä maankäyttöä on ja minkälainen pysäköintipaikan tarve niillä on eri vuorokauden aikana. Sen jälkeen voidaan laskea yhteen eri toimijoille tarvittava pysäköintipaikka määrä, josta saadaan tarvittava autopaikkojen määrä. Nimikoimattomien ja vuorottaiskäytöllä toimivien autopaikkojen mitoituksessa joudutaan käyttämään paljon olettamuksia, joten käytännössä toiminnallisin vuorottaiskäyttö voidaan saavuttaa, kun pysäköintilaitos on ollut pitkään käytössä. Pysäköintilaitokseen pitää olla tarpeeksi suuri autopaikkojen kysyntä kaikilta eri toimijoilta sekä pysäköintilaitoksessa olevan operaattorin tehtävänä on hyödyntää käyttämättömiä autopaikkoja. / Because of the growing number of car ownership and urban space become scarcer, more effective use of parking plots comes more important. The pressure of densify land use requires implement structural parking spaces instead of typical ground level parking. Many of cities has named non-allocated and shared parking as one of the important method to lower the parking lots demand. The objective of this thesis is to resolve, how non-allocated and shared parking reduce parking lots demands. This research focus especially residential and office parking. There is two part of literature review of research. The first part of literature review focus on factors, which affects generally parking policy. The second part of literature review focus on the existing literature of shared parking. Existing research of shared parking has quite low particularly research on the hourly and daily variations of parking lots demand in Finland. The research section includes two interviews. The primary research of this thesis is to interview the operators, which are administering shared parking lots in Finland. Three different parking operators has been interviewed about experience and dimensioning of shared parking. The secondary research is to interview residents of Oulu, how they appraise the residential parking at Oulu and what they except about shared parking. A resident survey has been indicated that residents of Oulu are not the minded to paid about the residential parking and bring into use the non-allocated parking plots. In the research part has been examined situation in Alppilanbulevardi, where has been designed 8 000 new households. The last capture of research includes parking recommendations for Alppilanbulevardi, which design factors based on the literature review and the research section. The parking has been planned to implement at 12 parking houses in area. Non-allocated and shared parking is workable method to use at these parking houses. 36 % more parking contracts than the parking norms require parking plots is possible to implement due to shared parking. Amount of parking contracts depends on relationships among the land uses. Based on the observations, the best relationship among residentials and offices is 70 % of parking contracts for households and 30 % of parking contracts for offices. The thesis can work as an example for other parking houses, where the land uses is mixed. The results can adapt particularly places, where is lot of residential and office buildings. Non-allocated parking plots and shared parking intensify the parking utilization more than regular allocated parking plots.

Suomessa esiintyvät happamat sulfaattimaat ovat suurimmilta osin muodostuneet viimeisimmän jääkauden loputtua Litorinamerivaiheen aikana. Merenpohjalle vajosi kuollutta orgaanista-ainetta, jota bakteerit hajottivat hapettomissa olosuhteissa. Bakteeritoiminnan seurauksena maaperään saostui pääosin rautaan sitoutuneita sulfideja, joiden hapettuessa muodostuu sulfaatteja. Sulfaatit ovat vesiliukoisia, ja veden kanssa reagoidessaan muodostavat rikkihappoa. Happamat sulfaattimaat aiheuttavat maaperän ja vesistöjen happamoitumista, jotka puolestaan tehostavat metallien liukenemista suoto- ja valumavesiin. Happamat sulfaattimaat aiheuttavat ongelmia infra- ja rakennushankkeissa, koska maanrakennustoimien myötä pohjavedenpinta voi alentua altistaen maaperän sulfidit hapettumiselle. Rakentamisen kannalta ongelmallista on myös happamien sulfaattimaiden heikot geotekniset ominaisuudet, minkä vuoksi alueilla voidaan tarvita pohjanvahvistustoimenpiteitä, jotka voivat altistaa maaperän hapettumiselle. Happamien sulfaattimaiden haitallisia vaikutuksia voidaan ennaltaehkäistä ja vähentää esimerkiksi rajoittamalla rakennustoimenpiteitä kaavamääräysten avulla, oikeanlaisella maa-aineksen käsittelyllä ja sijoittamisella tai neutraloimalla happoa tuottavat maa-ainekset tai happamat valuma- ja suotovedet. Happamien sulfaattimaiden suotovesien laatua ei ole tutkittu Suomessa lähes ollenkaan. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia happamien sulfaattimaiden suotovesien laatua sekä maa-aineksen neutraloinnin vaikutusta suotovesien laatuun käyttämällä neutralointiaineina kalkkia ja lentotuhkaa. Tutkimusmenetelmä pohjautui ruotsalaisen Mark Radon Miljön Konsult AB:n kehittämään MRM-menetelmään. Tulosten perusteella koemenetelmän voidaan todeta soveltuvan hyvin sekä suotovesien laadun että neutralointiaineiden vaikutusten selvittämiseen. Tulosten perusteella happamien sulfaattimaiden suotovedet ovat happamia, ja vesien happamoituminen tehostuu maaperän ja vesien alkaliniteetin heikentyessä. Koemateriaalina käytetyn maa-aineksen melko alhaisen hapontuottopotentiaalin takia suotovesien pH ei laskenut huomattavasti metallien liukenemista tehostaviin arvoihin (pH min 6,55), mutta suositusarvoja korkeampia metallipitoisuuksia havaittiin kuparin ja sinkin tapauksessa. Lisäksi alumiinin, kadmiumin, mangaanin ja raudan liukoisten pitoisuuden havaittiin kasvavan neutraloimattomien maa-ainesten suotovesissä maa-aineksen ja suotovesien happamoituessa. Neutraloimattomien maa-ainesten suotovesien happamoitumista ja laatua arvioidessa suositeltavaa on, että rikkipitoisuuden lisäksi maa-aineksen todellinen hapontuottopotentiaali määritetään laboratoriokokeiden avulla. Neutraloitujen maa-ainesten suotovesien pH pysyi melko tasaisena koko kokeen ajan vaihdellen tuhkalla neutraloiduissa näytteissä välillä 7,5–7,9 ja kalkilla neutraloiduissa välillä pääosin välillä 8,1–8,4. Neutraloitujen näytteiden suotovesien alkaliniteetti pysyi hyvällä tasolla koko kokeen ajan, mutta vähäistä alkaliniteetin laskua oli havaittavissa tuhkalla neutraloitujen näytteiden suotovesissä. Maa-aineksen neutraloinnin havaittiin pienentävän suotovesien liukoisia metallipitoisuuksia kaikkien muiden tutkittujen metallien tapauksessa paitsi uraanin, minkä liukeneminen lisääntyi pH:n kasvaessa. Lisäksi rikin liukoisten pitoisuuksien havaittiin kasvavan huomattavasti emäksisissä olosuhteissa, jonka perusteella rikin voidaan olettaa liukenevan suotovesiin todennäköisesti sulfaatti-ioneina. Kalkilla neutraloitujen näytteiden suotovesien rikkipitoisuus kohosi tutkimuksen alussa erittäin korkeaksi. Sulfaattipitoisuudeksi muunnettuna rikin määrä kalkittujen näytteiden suotovesissä oli niin korkea, että se voi aiheuttaa teräksen korroosiota ja kemiallista rasitusta betonirakenteissa. Tuloksia ei voida kuitenkaan yleistää, koska happamoitumista ja sen seurauksia on arvioitava tapauskohtaisesti maa-aineksen ominaisuudet huomioiden. Tulosten perusteella on kuitenkin suositeltavaa, että pohjavedenpinnan yläpuolelle sijoitettavat happamat sulfaattimaamassat tai alueelta poistuvat vedet neutraloidaan, jotta happamoituminen ei aiheuta ongelmia maaperässä ja läheisissä vesistöissä. / Acid sulphate soils that occur in Finland are mainly formed after the last glacial period during the Litorina sea stage. Bacteria decomposed the dead organic matter, that had sank to the bottom of the sea, in anaerobic conditions and as a result of bacterial action sulfide ions precipitated into to the soil, mainly bound into iron molecules. In aerobic conditions the sulfides oxidize into sulphates, which are water soluble and form sulfuric acid when reacting with water. Acid sulphate soils can cause acidification of soil and waters which increases the solubility of metals into the leachates and run off waters. Acid sulphate soils causes problems in infrastructure and construction projects because the excavation work can cause ground water depletion which exposes the sulfides to oxidation. In terms of construction, the poor geotechnical properties of sulphate soils are problematic and often require subgrade reinforcement actions that can lead to oxidation of soil. The harmful effects of sulphate soils can be prevented and reduced by, for example, constraining construction works by means of detailed plan provisions, proper soil treatment and deposition, or by neutralizing the acid-producing soil or acidic leachates and drainage waters. The quality of the leachate from acid sulphate soils has not been studied in Finland almost at all. The purpose of this master’s thesis is to study the quality of the leachate from acid sulphate soils and the effect of soil neutralization on the leachates quality by using lime and fly ash as neutralizing agents. Study method is based on Swedish MRM-method which is developed by Mark Radon Miljön Konsult AB in Sweden. The test results show that the study method can be well applied for studying leachate quality and effects of soil neutralization. Based on the results the leachates form acid sulphate soil are acidic by nature and the acidification of waters becomes more effective as the alkalinity of the waters weakens. Due to relatively low acid forming capacity of the test material, the pH of the leachate didn’t drop to the values that significantly increases the dissolving of metals (pH min 6,55) but concentrations that exceeds the recommended limits were found in case on copper and zinc. Also the concentrations of aluminum, cadmium, manganese and iron were found to increase in the leachates from unneutralized samples as they became more acidic. When evaluating the quality and acidification of leachate from unneutralized soil, it is recommended that, in addition to the sulfur content, the net acid generation potential of the soil is determined by laboratory tests. The pH of the leachate from neutralized samples remained fairly constant over the whole test varying between 7.5–7.9 in the samples that were neutralized with ash, and mainly between 8.1–8.4 in the limed samples. Alkalinity retained in good values over the whole test, but some minor diminishing can be detected in the leachates from samples that were neutralized with fly ash. The soil neutralization was found to reduce the soluble metal concentrations of the leachate in the case of all the other studied metals, except uranium, which increased as leachate became more alkaline. The soluble concentrations of sulfur were also found to increase considerably under alkaline conditions, which indicates that sulfur is dissolving into to leachates in form of sulphate ions. The sulfur concentration of leachates from limed samples increased in considerably high values at the beginning of the test. When converted to sulphate concentration, the amount of sulfur in the leachates from limed samples was high enough to cause corrosion and chemical stress in steel and concrete structures. However, the results of this test can not be generalized since acidification and its impacts must be evaluated on a case-by-case basis, taking into account the properties of the soil. Based on the results it is recommended that when depositing acid sulphate soils above the groundwater table either the soil itself or the waters that are drained from the area are neutralized so that acidification can not cause problems in the soil and nearby water bodies.

The development of sustainable and decentralized energy systems to support energy insecurities in rural communities is the pathway to the future. This thesis work was conducted within the framework of Renewable Community Empowerment in Northern Territories (RECENT), funded by the Northern Periphery and the Arctic Programme (NPA). The ultimate objective of the RECENT project has been to increase energy awareness in rural communities by utilizing the locally abundant energy materials. The thesis aimed to analyze and quantify the energy potentials from agricultural biomass and to determine the sustainability of the proposed solutions. Triangel resort is a yet to be established silence retreat center located at the suburb of Oulu, Finland, to which this thesis work sized the energy need of the cottages. The thesis work also carried out a financial feasibility in order to determine the viability of the biogas plant. As far as decentralized energy systems are concerned, the biogas plant would help to improve local energy self-sufficiency due to the absence of transmission losses. As part of the thesis work, a couple of research questions were formulated and critically examined during the experimental phase. These research questions were closely linked to the project core values: What are the sustainability-related issues on social, economic, and environmental factors of the biogas plant? Is the plant realistically capable of fulfilling the maximum energy demands of Triangel resort? In a quest to find the appropriate solutions to the questions, the thesis work was put in two main categories, the theoretical and experimental part. These two main chapters explained the critical issues related to the project. In the course of the theoretical part, a sustainable rural tourism experience was explored. The trends of renewable energy potentials in the Finnish energy sector was considered. Local energy situations including resources abundance in the Northern Ostrobothnia region was assessed. A general review of the anaerobic digestion process was done and compared with the Triangel biogas plant. The policy directives on bioenergy production, financial grants such as feed-in-tariffs, and environmental permits for biogas plants in Finland were reviewed. The experimental part began with a description of the pilot community thus, the existing and future situation at the studied location. Biomass availability at the Triangel resort was analyzed, and the biogas potentials were ascertained. The bioreactors were sized based on the feedstock availability and properties. The feedstocks to be used for the biogas plant in this thesis work were cow slurry expected from 50 cattle, energy crops to be harvested from 60 ha of farmland, and food waste from a hotel and the cottages. The overall feedstock quantity was estimated to be around 1000 ton/a, and a volume of about 3 800 m³/a. There are twenty cottages at the Triangel resort that comprise of ten smaller and ten larger ones, which are estimated to cover a total land space of about 1 350 m². The energy demand for heating the cottages to 50% and 100% occupancy were estimated to be 89 MWh/a, and 179 MWh/a respectively. The total electricity consumption of the cottages has been evaluated to be 36 MWh/a. The theoretical biomethane quantity of the feedstock was estimated to be 38 094 m³ annually, and the energy equivalence was evaluated to be approximately 380 MWh/a, for both heat and electricity. The energy production capacity of the biogas plant was expected to cover about 100% needs of the Triangel cottages. The sustainability assessment of the project showed an indication of environmental success. The investment payback period of the biogas plant was estimated to be around 8.4 years. The project was estimated to contribute to CO2 savings potential of about 87.3 tons/a, and a total of 1 700 tons reduction during the 20 years life cycle of the project. / Kestävien ja hajautettujen energiajärjestelmien kehittäminen maaseutuyhteisöille energiavarmuuden tukemiseksi on polku tulevaisuuteen. Tämä opinnäytetyö tehtiin osana Renewable Community Empowerment in Northern Territories (RECENT) -hanketta, joka oli rahoitettu Northern Periphery and the Arctic Programme (NPA) -ohjelmasta. RECENT-hankkeen perimmäinen tavoite on ollut lisätä maaseutuyhteisöjen energiatietoisuutta hyödyntämällä paikallisesti runsaita energialähteitä. Opinnäytetyön tarkoituksena oli analysoida ja mitata maatalouden biomassan energiapotentiaalia ja selvittää työssä ehdotettujen ratkaisujen kestävyyttä. Triangel-lomakeskus on Oulun maaseudulle perusteilla oleva hiljaisuuden keskus, jonka mökkien energiankulutusta tämä diplomityö mitoitti. Opinnäytetyö selvitti myös biokaasulaitoksen taloudellista toteutettavuutta sen elinkykyisyyden määrittämiseksi. Hajautettujen energiaratkaisujen osalta biokaasulaitos auttaisi parantamaan paikallista energiaomavaraisuutta siirtohäviöiden puuttumisen vuoksi. Kahta tutkimuskysymystä tutkittiin kriittisesti kokeellisessa osassa osana opinnäytetyötä. Nämä tutkimuskysymykset liittyivät läheisesti hankkeen ydinarvoihin: Mitkä ovat biokaasulaitoksen sosiaalisten, taloudellisten ja ympäristötekijöiden kestävyyteen liittyvät asiat? Onko laitos realistisesti kykenevä kattamaan Triangel-lomakeskuksen maksimienergiantarpeet? Opinnäytetyö koostuu kahdesta osasta, teoreettisesta ja kokeellisesta, jotta saatiin tarkoituksenmukaisia ratkaisuja esitettyihin kysymyksiin. Nämä kaksi osaa selvittivät hankkeelle kriittisiä asioita. Teoreettisessa osassa kartoitettiin kestävää maaseutumatkailumatkailua. Uusiutuvien energiamuotojen suuntauksia Suomen energiasektorilla tarkasteltiin, ja paikallista energiatilannetta arvioitiin, mukaan lukien energiavarojen runsaus Pohjois-Pohjanmaalla. Työssä tehtiin yleiskatsaus anaerobisen mädättämön toimintaan ja verrattiin sitä Triangelin biokaasulaitokseen. Lisäksi tarkasteltiin bioenergian tuotantoa koskevia poliittisia säädöksiä, taloudellisia avustuksia (kuten syöttötariffeja) sekä biokaasulaitosten ympäristölupia Suomessa. Kokeellinen osa alkoi pilottiyhteisön kuvauksella eli tutkittavan alueen nykyisen ja tulevan tilanteen selvittämisellä. Biomassan saatavuus Triangel-matkailukeskuksessa analysoitiin ja sen biokaasupotentiaali arvioitiin. Bioreaktorit mitoitettiin lähtöaineiden saatavuuden ja ominaisuuksien perusteella. Tämän opinnäytetyön biokaasulaitoksen käyttämiä raaka-aineita olivat lehmän liete, joka on odotettavissa 50 naudasta, energiakasvit 60 hehtaarin viljelyalueelta sekä ruokajätteet hotellista ja mökeistä. Raaka-aineen kokonaismäärän arvioitiin olevan noin 1000 tonnia vuodessa ja kokonaistilavuuden noin 3 800 m³ vuodessa. Triangel-lomakeskuksessa on kaksikymmentä mökkiä, kymmenen pientä ja kymmenen suurta, joiden arvioitiin olevan pinta-alaltaan yhteensä noin 1 350 m². Mökkien lämmitysenergian tarve 50% ja 100% käyttöastella olisi 89 MWh vuodessa ja 179 MWh vuodessa, vastaavasti. Mökkien kokonaissähkönkulutuksen arvioitiin olevan 36 MWh vuodessa. Raaka-aineen teoreettisen biometaanimäärän arvioitiin olevan vuosittain 38 094 m³ ja energiaekvivalentin noin 380 MWh vuodessa sekä lämmön että sähkön osalta. Biokaasulaitoksen energiantuotantokapasiteetin odotettiin kattavan noin 100 prosenttia Triangelin mökkien energiantarpeista. Hankkeen kestävyysarviointi osoitti hankkeen olevan ympäristön kannalta kestävä. Biokaasulaitoksen investointien takaisinmaksuaika oli arviolta noin 8,4 vuotta. Hankkeen hiilidioksidipäästöjen vähentämispotentiaalin arvioitiin olevan noin 87,3 tonnia vuodessa ja 1 700 tonnia hankkeen 20 vuoden elinkaaren aikana.

Spatiotemporal morphological impacts of river regulation owing to the construction of hydraulic structures on Kor River, Fars Province, Iran has been quantified using Remote Sensing images during 1993–2017. The river morphology has been studied before and after the construction of the Mollasadra Dam in 2006. MATLAB programming was utilized to extract the waterline in order to reduce the errors derived from manual extraction of the river path. Several characteristics of river morphology, such as the temporal thalweg movements and spatiotemporal Sinuosity Index (SI) have been calculated. Through this work, the Absolute and Rate of Thalweg Movement (ATM and RTM), and spatial movement of meander centroids were proposed as new indices to show morphological changes in the river. The results indicate that thalweg has moved towards to the southwest by an average movement of 40 cm, to the northeast by 20 cm and to the southwest by an average of 40 cm per year during 1993–2003 (pre-impact), 2003–2011, and 2011–2017 (post-impact), respectively. In spatial scale, changes in the morphology of the river is increased from upstream to downstream and this was particularly evident in the last 10% of the river length. The results of SI values show that despite a 5% mutation in the straight class of sinuosity in the pre-impact period, there is a decrease of 18 % in the same class during the post-impact period and river tends to meander after the construction of Mollasadra Dam. Considering the spatial movement of meander centroid, temporal change in major meanders was assessed.