Joen ekologinen virtaama ja ympäristövirtaama
Ekologinen virtaama tarkoittaa sellaista
virtaamaa joessa, joka riittää turvaamaan virtaveden luonnon hyvinvointi
eli joen eliympäristöt ja lajien elinolot ja lisääntyminen siellä.
Ekologinen virtaama määritellään kullekin joelle erikseen ja on
riippuvainen esimerkiksi lajeista, joiden virtaamatarpeita
tarkastellaan. Ekologinen virtaama ilmaistaan kuutiometreinä sekunnissa
(m3/s) ja se voi vaihdella vuodenajan mukaan. Ympäristövirtaama
on ekologista virtaamaa laajempi käsite, jossa tarkasteluun otetaan
myös ihmisen näkökullma, esimerkiksi joen virkistysarvot kuten veneily
tai mökkeily.
Jotta joen ekologinen virtaama voidaan määritellä, on riittävästi tunnettava joen luonnonoloja, ympäristövirtaaman tapauksessa myös virkistyskäyttöä. Pohjatietojen perusteella sekä asianomaisia tahoja kuullen on mahdollista rakentaa kuva riittävästä virtaamasta pala palalta. Tätä varten käytössä on niin sanottu Building Block -menetelmä. Veden virtausaineistoihin ja -laskentaan perustuvia menetelmiä ovat muun muassa Tennantin menetelmä ja märkäpiirimenetelmä.
Riittävä ja jatkuva virtaama alakanavaan
Suotuisan virtaaman määrittämisen jälkeen tietoa voidaan soveltaa vesistön säännöstelyyn ja yksittäiseen vesivoimalaitokseen. Veden juoksutusrytmiä turbiinien tai tulvaluukkujen läpi on mahdollista sopeuttaa niin, että päästään vuositasolla kohti ekologisen virtaamaa.
Ensimmäinen askel on turvata virtauksen jatkuvuus. Käytännössä voimalan alakanavan ei pidä milloinkaan jäädä kuivaksi, eli veden juoksutuksen on oltava keskeytyksetöntä, tapahtuipa se voimalan koneiston läpi tai ohijuoksutusluukkujen kautta.
Nollavirtaama katkaisee jokijatkumon ja esimerkiksi pohjaeläimet tai kalojen mäti tuhoutuvat herkästi jäädessään väliaikaisesti kuiville. Nollavirtaama ei siis ole mahdollinen eikä näin ollen myöskään voimalan katkokäyttö, mikäli vettä ei voida laskea alakanavaan muulla tavoin turbiinien ollessa pysäytettynä.
Myös muu juoksutuksen lyhytaikaissäätö tulee sopeuttaa jokiluonnon kantokykyyn.
Luonnonuoman vesitys ja virtaamajakosäännöstely
Monesti voimala sijaitsee luonnonuoman rinnalle louhitussa kanavassa tai voimala ottaa veden putkella, joka kulkee luonnonuoman rinnalla. Tällön kanava tai vedenottoputki kilpailevat vesityksestä luonnonuoman kanssa.
Myös joki itsessään voi haaroittua alavirtaan päin useammaksi uomaksi kuten Kymijoen suistossa. Tällöin säännöstelyn ja juoksutuksen järjestämisessä on ratkaistava, mihin uomaan vettä ohjataan, milloin ja kuinka paljon.
Veden keskeytymätön virtaus luonnonuomaan tai jokiosuuteen, jossa tapahtuu esimerkiksi vaelluskalojen lisääntymistä, tulee ottaa huomioon.
Kalankulun tarvitsema virtaama
Kalatiessä tulee olla sopiva virtaama, jotta kalatie toimisi asianmukaisesti. Tekninen kalatie vesitetään yleensä keväästä syksyyn, ja se on talvella kuivana. Luonnonmukainen kalatie kannattaa vesittää ympärivuotisesti.
Tarvittava virtaama määräytyy kalatietyypin, kalalajin ja kalojen koon mukaan. Toimivan kalatien virtaama voi olla yllättävänkin pieni, kunhan kalat löytävät sen.
Veden luovuttaminen kalatiehen on poissa sähköntuotannosta, sillä kalatiessä vesi virtaa turbiinien ohi. Jos voimalan lupaehtoihin on kirjattu vedenluovutusvelvoite, on voimalan luovutettava vesi kalatiehen korvauksetta. Jos vedenluovutusvelvoitetta ei ole, voimala voi kieltäytyä luovuttamasta vettä ilman rahallista korvausta.
