Osittain rakennettu joki vesistön yläuoksulla

Tämä järveen laskeva joki on valjastettu vesivoiman tuotantoa varten, mutta ei aivan kokonaan. Joen yläjuoksulla on vielä virtapaikkoja. Joessa on kaksi vesivoimalaitosta ja niiden välissä on säännöstelyallas  

Joki virtaa voimalan ehdoilla

Ylempi vesivoimala on läpivirtausvoimala. Se toimii sen veden varassa, joka joessa kulloinkin virtaa. Joen tulovirtaama vaihtelee ja on toisinaan kuivina aikoina pieni. Silloin juoksutusta turbiinien läpi vähennetään ja vettä alkaa padottua yläkanavaan. Näin voidaan menetellä myös säännöllisessä rytmissä: vettä juoksutetaan turbiinien läpi eniten päivällä, koska sähköstä saa päivällä hyvän hinnan. Yöllä veden juoksutusta vähennetään, koska sähkön tuotanto ei kannata. Näin joen virtausta lyhytaikaissäännöstellään vuorokaudenaikojen tahdissa. Voimala on suunniteltu toimimaan tehokkaimmin tietyillä vesimäärillä. Jos vettä on kerrassaan liian vähän verrattuna voimalakoneiston rakennusvirtaamaan, turbiinit pysäytetään kokonaan teknisistä syistä eli voimalaa katkokäytetään.

Lyhytaikaissäädön vuoksi jokiveden pinta voimalan ylä- ja alapuolella vuoroin nousee, vuoroin laskee. Pinnankorkeuden jatkuva vaihtelu kuluttaa rantavyöhykettä ja kasvillisuus köyhtyy. Alapuolinen uoma jää toisinaan vähävetiseksi tai jopa kuivaksi.

Säännöstelyallas muuttaa rantavyöhykettä ja virtausoloja

Alemman vesivoimalan tasaisen ja riittävän vedensaannin takaa tarkoitusta varten padottu säännöstelyallas. Alkuperäinen joki virtapaikkoineen ja rantavyöhykkeineen on peittynyt altaaseen. Myös metsää ja suota on jäänyt veden alle. Aluksi humusta ja turvelauttoja on lähtenyt liikkeelle ja vesi on ollut luonnonjärviä happamampaa ja elohopeapitoista.

Talvella vesi ei päädy vesistöön, sillä se sataa lumena tai jäätyy. Keväällä, kun lumet sulavat, vedet virtaavat jälleen. Voimalan vedentarve ja säännöstelyrytmi noudattaa päinvastaista rytmiä. Altaan veden pinta halutaan korkeaksi talvea vasten, koska talvella käytössä oleva vesi on voimalalle arvokkainta. Talvella sähkön kysyntä on suurin ja hinta korkeimmillaan, mutta vesistöjen virtaamat pienimmillään. Säännöstelyaltaan veden pintaa aletaan nostaa syksyllä kohti säännöstelyn ylärajaa, luonnontilaista korkeammalle tasolle (ylävesi). Pintaa lasketaan helmi-huhtikuussa säännöstelyn alarajalle, kevätkuoppaan (alavesi). Tuolloin veden happi voi käydä vähiin, koska vesitilavuus on pieni. Kesäksi veden pintaa nostetaan ihmisten virkistyskäyttöön sopivaksi.

Säännöstely leikkaa pois kevään suurimmat tulvahuiput. Tulvimiseen sopeutunut virtavesiluonto kärsii säännöstelystä ja tulvasuojelusta, josta hyötyy vesistönvarsien peltoviljely.

Luonnonuoma jää pääosin kuivaksi

Veden määrää altaassa hallitaan voimalapadon ja säännöstelypadon avulla. Patojen ja juoksutuksen avulla vesi ohjataan voimalan kanavaan, joka on louhittu jyrkkään paikkaan suuren putouskorkeuden saavuttamiseksi. Alakanavan vedenpinta on selvästi yläkanavaa alampana.

Luonnonuoma on kuiva ja paitsi silloin, kun altaan veden pinta on noustemassa liian korkealle. Silloin vettä päästetään säännöstelypadon tulvaluukuista ja luonnonuoma vesittyy tilapäisesti.

Voimalat estävät kalojen ja muiden eliöiden liikkumisen joen pääuomassa. Kalat eivät pääse voimaloiden ohi yläjuoksun virtapaikoille lisääntymään. Tekoaltaaseen laskee luonnontilainen sivu-uoma, jossa elää paikallinen taimenkanta.

Kemijoen Pirttikosken kuivaksi jäänyttä luonnonuomaa. Kemijoen pääuoma Rovaniemeltä ylävirtaan päin on porrastettu vesivoimaloilla, muttei aivan kokonaan. Pirttikosken vesivoimala on Suomen suurin tunnelivoimalaitos. Sen koneasema sijaitsee maan alla 60 metrin syvyydessä ja päätunnelin pituus on 2,5 kilometria. Kuva: Päivi Lundvall 2017