Pohjustamme unelmia

Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus järjesti opintomatkan Pohjois-Ruotsin jokien kalateille 29.5-1.6.2018.

6.7.2018

Blogin kirjoittaja Lauri Keskitalo

Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus järjesti opintomatkan Pohjois-Ruotsin jokien kalateille 29.5-1.6.2018. Matkan ensisijaisena tarkoituksena oli tutustua Umeå- ja Piteå-joen alasvaeltavien smolttien (lohenpoikasten) kelluviin ohjauspuomeihin. Suomessa vastaavia rakenteita ei ole vielä tehty, mutta nyt ohjauspuomia ollaan suunnittelemassa Iijoen ylimmälle voimalaitokselle, Haapakoskelle. Maveplan on ollut mukana hankkeessa ja toimittanut Pohjois-Pohjanmaan liitolle 29.12.2017 esiselvityksen alasvaellusrakenteista Haapakoskelle (saatavilla). Mukana opintomatkalla oli useiden yritysten sekä ELYn, LUKEn ja Pohjois-Pohjanmaan liiton edustaja. Maveplanilta mukana olivat vesistösuunnittelupäällikkö Hannu Alatalo sekä vesistösuunnittelija Lauri Keskitalo. Matkanjärjestäjänä toimi Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskukselta vesitalousasiantuntija Jukka Tuohino ja Ruotsin puolella oppaana toimi kalabiologi Peter Rivinoja Sweco AB:ltä.

Kelluvat ohjauspuomit ohjaavat alasvaeltavia kaloja liikkumaan voimalaitosten turbiinien ohi, esimerkiksi säännöstelypadon kautta. Voimalaitoksista aiheutuva kuolleisuus riippuu laitoksen ominaisuuksista ja turbiinityypistä ja aiheuttaa ongelmia erityisesti, mikäli alasvaellus kohdistuu usean padon ohi, kuten Iijoella on tilanne. Smolttien ohjaukseen suunnitellut kelluvat ohjauspuomit ulottuvat tyypillisesti noin 2-3 m syvyyteen ja asetetaan sopivaan kulmaan päävirtaukseen nähden, jolloin smoltit pintavedessä uivina seuraavat puomia eivätkä juurikaan alita sitä.

Reitti ja kohteiden sijainnit pääpiirteittäin

Matkan ensimmäinen kohde, Sikforsin voimalaitos, sijaitsi Piteå-joella (Piitimenjoella). Voimalaitoksella on käytössä kelluva smolttien ohjausaita, jonka rakenteeseen ja käyttöön haluttiin erityisesti tutustua. Saavuimme paikalle tiistai-iltana ja majoituimme läheisellä leirintäalueella. Seuraavan aamuna kävelimme katsomaan voimalaitosta ja käynnissä olevia tulvajuoksutuksia. Kuulemma satuimme juuri sopivaan aikaan, sillä voimayhtiö oli alkamassa asentamaan ohjausaitaa paikalleen.

Sikforsin vanha käytöstä poistettu voimalaitos ja voimalaitostunnelin ulostulo

Sikforsin luonnontilainen koski

 

Sikforsin säännöstelypato ja rautatiesilta. Sulamisvesien ohitusjuoksutukset olivat edelleen käynnissä ja arvioitiin jatkuvan vielä ainakin viikon. Kuvassa noin 150 m3/s virtaama.

Sikfors on joen ainoa voimalaitos ja matkaa merelle on noin 30 km. Nykyinen voimalaitos on rakennettu vuonna 1990. Laitoksen teho on 40 MW ja vuosituotanto 184 GWh, rakennusvirtaama 260 m3/s ja putouskorkeus 21 m. Turbiineina käytetään kahta Kaplan-turbiinia. Voimalaitoksen turbiinikammiosta vesi virtaa maanalaista tunnelia pitkin noin 500 m takaisin jokeen.
Maanalaisen purkutunnelin vuoksi kalojen selviäminen voimalaitoksen kautta on heikkoa, tämän vuoksi kalojen ohjaus on alasvaelluskuolleisuuden pienentämiseksi tärkeää. Vuonna 2016 telemetriatutkimuksen 187 smoltista 80 % hakeutui halutusti ohijuoksutusluukulle. Sen sijaan talvikoiden (kuteneet täysikasvuiset lohet) kuolleisuudeksi on arvioitu jopa 80 %, sillä ne uivat syvemmällä ja alittavat ohjausaidan, hakeutuen voimalaitoksen vedenottoon.

Kelluvan ohjausaidan elementtejä. Elementtejä on yhteensä 26 kpl, yhden elementin pituus on 5 m, massa noin 2-3 tonnia. Aidan pituus yhteensä noin 130 m. Kellukkeet on sijoitettu elementin yläpäähän ja painotus on tehty mm. kivillä elementin alapäästä. Asennus vaatii noin 2-3 päivää ja neljä työntekijää, traktorin sekä veneen. Kiinnitysvaijerin asennuksen ajan voimalaitosta ajetaan noin 40 % teholla. Ohjainaitaa käytetään vain smolttien alasvaelluksen ajan, joitakin viikkoja, jonka jälkeen ne nostetaan pois vedestä pinoon säilytykseen.
Vaikkakin rakenne toimii teknisesti varsin hyvin, ohjainaita on muualla maailmassa toteutettuihin verrattuna varsin suurikokoinen ja raskas, sekä umpinaisine seinineen muodostaa suuren virtausvastuksen. Parempi ratkaisu voisi olla käyttää kestävää puomirakennetta vain noin metrin korkeana roskien ja ajopuiden ohjaamista varten, ja tätä syvemmällä ketjulla painotettua, sopivan suurisilmäistä verkkoa. Tällöin verkko voitaisiin ulottaa vaikka uoman pohjaan asti ja tällöin estettäisiin myös isompien kalojen ajautuminen voimalaitokseen. Ratkaisu olisi todennäköisesti myös kustannuksiltaan edullisempi sekä helpommin käytettävä.

Betonirakenteinen tekninen kalatie säännöstelypadon yhteydessä. Kalatiestä kulkee noin 1000-3000 lohta ja 500-1000 taimenta vuosittain.

Kalatien altaita, virtaama noin 1 m3/s

Kuvassa laitimmainen tulvaluukku, suuaukko on pinnan tasolla ja alun perin luukusta on juoksutettu yläaltaan jäitä. Nyt aukkoon ohjataan puomilla smoltit, joita varten alapuolista luiskaa on nostettu kaarevan suihkun aikaansaamiseksi ja vaimennuksen lisäämiseksi. Kuolleisuus uomassa on kuitenkin tutkimusten mukaan noin 15 % johtuen todennäköisesti liian matalasta alapuolisesta altaasta johon vesi purkautuu. Purkukanavan vasempaan laitaan on jouduttu lisäämään virranohjauspelti, jotta vesisuihku ei lentäisi kalatiehen. Valitettavasti myös smoltteja osuu ja kuolee peltiin.

Kolmannen päivän pääkohde oli Stornorforssin voimalaitos Umeå-joella (Uumajanjoki), joka lukeutuu Ruotsin merkittävimpiin. Laitoksen teho on noin 600 MW ja rakennusvirtaama massiiviset 975 m3/s. Putouskorkeutta on 75 m ja turbiinityyppinä on Francis. Suurta laitoksella on myös kalannousu, ennätysvuotena kalatietä nousi 16 000 lohta. Smolttien alasvaellusta varten laitokselle on rakennettu kalatien viereen pieni alasvaelluskouru.

Stornorrforsin maisemia alavirtaan säännöstelypadolta

Yläaltaassa käytettiin vastaavaa ohjainaita kuin Sikforsilla, ponttoonit on asennettu jälkikäteen. Ohjaustehokkuus aidalla on vain 5 % (vrt. Sikfors 80 %) Tämä johtuu todennäköisesti aidan lyhyydestä, sillä se ei kulje koko joen poikki. Aidan käytön kanssa on ollut hankaluuksia, ja kerran vedenalainen kiinnitysvaijeri aidan toisessa päässä katkesi.

Yläkanavan vedenottoaukko, tulvan tuomaa roskaa välppien edustalla

Laitoksen yläkanavan erikoinen rakenne: sivuilla näkyvillä seinille oli asennettu säleikkösuuntaajat, eräänlaiset tiheät välpät, jotka ohjasivat smoltit keskelle kohti alasvaelluskourua. Varsinainen turbiinien vedenotto tapahtui vasemman- ja oikeanpuolisilta kanavilta. Alun perin smoltteja ohjattiin kalatiehen, mutta ne eivät aktiivisesti vaeltaneet alas vaan jäivät oleilemaan kalatien altaisiin.

 

Yläkanava ylävirtaan kuvattuna

Oikealla kalatie, vasemmalla smolttien alasvaelluskouru joka jatkuu putkena eteenpäin. Kalatien virtaama kuvassa 0,9 m3/s, normaalisti 1,2 m3/s. Virtaama kourussa/putkessa on 0,5 m3/s.

Smolttien kiinniottoallas tutkimusta varten

Smolttiputken ulostulo, pudotus noin 8 m, ei ongelma.

Meneillään oleva ohijuoksutus säännöstelypadon kautta. Ohijuoksutuskanavan rakennetta on aikaisemmin muutettu siten että kalat eivät voi sille nousta, sillä ylösvaeltavat lohet saattoivat virheellisesti hakeutua säännöstelypadon juurelle ohijuoksutusten aikaan.

Matkan viimeisenä kohteena oli Byske-joella Fällforsissa sijaitseva jyrkkä luonnonkoski ja siihen rakennettu tekninen kalatie. Paikka oli todella kaunis ja kalatie oli toteutettu niin, että se sopeutui koskimaisemaan yllättävänkin hyvin.

Kalatie ohittaa jyrkän koskiosuuden

Kalatien yläosaa, taustalla tarkkailutila

Maanalainen tarkkailutila oli suljettu, mutta aikamme katseltuamme ei lohia ikkunassa näkynytkään

Kokonaisuudessaan matka oli erittäin antoisa ja esillä oli monia mielenkiintoisia teknisiä ratkaisuja kalankulun järjestelyyn. Erityisesti smolttien ohjauspuomien toteutukseen saatiin uusia näkökulmia, joita on syytä ottaa huomioon kun tulevaisuudessa halutaan rakentaa vastaavanlaisia ohjausrakenteita Suomen vesivoimalaitoksille.