Tutkimme Puhti-hankkeen vaikutuksia Kemijärveen hydrodynaamisella mallinnuksella

Puhti-hankkeen hydrodynaaminen mallinnus kattaa koko Kemijärven. Mallin lähtötietoina ovat julkisesti saatavilla olevat mittaustiedot muun muassa Kemijärven pinnan korkeudesta, lämpötilasta, virtaamista ja pohjan muodoista. Näiden lisäksi täydennämme puuttuvia tietoja omilla, tarkentavilla mittauksillamme. Mittaustietojen lisäksi malliin syötetään muun muassa arviomme pumppuvoimalaitoksen koosta, pumppaussykleistä ja toiminnan rajoituksista. Tässä olemme käyttäneet tietoja suurimmasta hankevaihtoehdostamme, eli mallin voi ajatella kuvaavan enimmäisvaikutuksia. 

Hydrodynaaminen malli toimii ikään kuin virtuaalisena vesistönä, jolla voimme selvittää miten pumppuvoimalaitoksemme toiminta vaikuttaisi: 

• virtaamiin ja virtausnopeuksiin  
• vedenpinnan korkeuteen ja tulvasuojeluun  
• veden lämpötilakerrostumiseen  
• ravinteiden, kiintoaineiden ja mahdollisten haitta-aineiden leviämiseen 
• mahdolliseen järvenpohjan ja rantojen eroosioon 
• jääpeitteeseen. 

Ensimmäisen vaiheen mallinnus kohdistui veden virtaamiin ja vedenpinnan korkeuden muutoksiin. Muiden vaikutusten mallintaminen jatkuu talven aikana. Hydrodynaamisen mallin toimintaperiaatteeseen voit tutustua täällä. 

Mitä mallinnuksesta on selvinnyt? 

Hydrodynaamista mallia käytetään apuna suunnittelutyössä sekä pohjana jatkotutkimuksissa. Olemme eri olosuhteita mallin avulla tarkastelemalla saaneet jo alustavia tuloksia hankkeemme vaikutuksista virtausnopeuksiin eri kohdissa ja vedenkorkeuden muutoksiin. Näitä tuloksia olemme myös analysoineet.  

• Analyysiemme perusteella voimme todeta, että laitoksen toimintaa tulee rajoittaa Kemijärven ollessa matalimmillaan, jotta enimmäisvirtausnopeus Lehtosalmen sillan kohdalla ei kasvaisi liian suureksi.  
• Samoin voimme todeta, että suunnitellun pumppuvoimalaitoksemme toiminnan aiheuttamat pinnankorkeuden muutokset ovat vähäisiä ja pääosin tasaantuvat Kemijärven alueella matkalla Seitakorvaan.   

Veden maksimivirtausnopeus nousisi vain paikallisesti; suunnitellun pohjakanaalin alueella ja Lehtosalmessa. Maksimivirtausnopeus kasvaisi suhteellisesti eniten suunnitellun tunnelin suun välittömässä läheisyydessä ja lähialueella, jossa enimmäisvirtausnopeus on nykyään erityisen alhainen. Maksimivirtausnopeus tarkoittaa vuoden suurinta hetkittäistä virtausnopeutta, ja se kuvaa laitoksen toiminnasta johtuvaa suurinta mahdollista vaikutusta tietyllä yksittäisellä hetkellä. Pumppuvoimalaitos aiheuttaisi kevättulville tyypillisiä virtausnopeuksia Lehtosalmen sillan kohdalle ympäri vuoden, ja siten selvästi aiempaa useammin. 

Valtaosassa Kemijärveä enimmäisvirtausnopeuksia ei kuitenkaan esiintyisi aiempaa useammin. Toisina ajanhetkinä pumppuvoimalaitos voi myös alentaa virtausnopeuksia verrattuna nykytilanteeseen. Aloitimme arvioinnin enimmäisvaikutuksista, ja tulemme YVA:ssa arvioimaan myös enimmäisvaikutusten lisäksi keskimääräiset vaikutukset. 

Kemijärven vedenpinnan taso vaihtelee jo nykytilanteessa voimakkaasti. Veden pinta on alimmillaan loppukeväästä ja se kohoaa huippuunsa kevättulvien aikana. Askanaavan pumppuvoimalaitos toimisi nykyisen säännöstelyn piirissä, eli se ei vaikuttaisi vedenpinnan alimpiin tai korkeimpiin arvoihin. Vedenkorkeus käyttäytyisi edelleen nykyisellä tavalla vuodenaikojen välillä. Pumppuvoimalaitos voisi toimintansa aikana muuttaa Kemijärven vedenpinnan tasoa enintään noin 30 cm nykyisestä. Muutos olisi verkkainen, ja se tapahtuisi useiden päivien aikana. Tyypillisessä pumppuvoimalaitoksen käytössä veden pinnankorkeus vaihtelisi muutamia senttimetrejä vuorokauden aikana. Merkittävimmät veden pinnankorkeusvaihtelut tulisivat olemaan Askanselän puoleisella järvialueella.  

Tutustu virtaamamallinnukseen videolta 

Videolla pääset tutustumaan virtaamamallinnukseen. Video esittää mallinnukset virtaaman muutoksista Lehtosalmen sillan ja pumppuvoimalaitoksen purkukanaalin läheisyydessä. Tarkastelemme siinä pinnankorkeuden ja virtaamien muutoksia kevään ja kesän aikana, jolloin enimmäisvaikutukset esiintyvät. 

Please accept all cookies to see this content or watch content here.

Videolla näkyy vierekkäin kaksi kuvaa mallinnuksesta: vasemmanpuolimmainen kuva näyttää Lehtosalmen ja suunnitellun pohjakanaalin aluetta nykyolosuhteissa ja oikeanpuolimmainen kuva tilannetta, jossa pumppuvoimalaitos toimisi sen maksimikoossa ja -kapasiteetilla. Näin saamme käsityksen sen enimmäisvaikutuksista virtausnopeuksiin.  

Videon alareunassa näkyvät malliin syötetyt keskeiset tekijät, jotka vaikuttavat virtauksen muutoksiin.  

• Vasemmanpuolimmaisena näet vedenpinnan korkeuden ja Seitakorvan laitoksen virtaaman. 
• Seuraavassa ruudussa näkyy tuulen voimakkuus 
• Kolmannessa ruudussa näet pumppuvoimalaitoksen virtaaman voimakkuuden pumppauksen ja sähköntuotannon aikana. Punainen väri kuvaa virtaamaa tuotannon aikana ja violetti väri virtaamaa pumppauksen aikana.  
• Oikeanpuolimmaisissa ruuduissa esitetään vedenpinnan korkeus ja virtausnopeus Lehtosalmen sillan kohdalla nykytilanteessa ja mahdollisen pumppuvoimalaitoksen myötä.  
• S4 kuvaa nykytilannetta ilman pumppuvoimalaitosta. 
• S5 kuvaa tilannetta pumppuvoimalaitoksen kanssa.  

Videokuvassa virtausnopeus esitetään väripaletilla, joka vaihtelee hyvin hidasta virtausnopeutta kuvaavasta vaaleasta turkoosista (0,1–0,2 m/s) tummansiniseen, jolloin virtaus on voimakkaimmillaan (0,7–1,0 m/s).  

Mitä videolta voi huomata? 

Tiedossamme oli, että maksimivirtausnopeus kasvaisi eniten suunnitellun tunnelin suun edustan alueella, jossa vesi ei nykytilanteessa liiku, ja mallinnustulokset vahvistivat tämän.  Muutos rajautuisi pääasiassa suunnitellun pohjakanaalin alueelle ja se olisi suuruudeltaan alle 1 m/s kaikkialla muualla paitsi tunnelin suun välittömässä läheisyydessä.  

Maksimivirtausnopeus kasvaisi Lehtosalmessa, jossa muutos kohdistuisi etenkin kaikkein kapeimpiin ja matalimpiin kohtiin. Muutos olisi pääsääntöisesti alle 0,4 m/s. Nykytilassa vesi virtaa Lehtosalmessa useimmiten alle 0,2 m/s vauhtia. Yli 0,4 m/s virtausnopeuksia tavataan kevättulvien aikaan. Pumppuvoimalaitos aiheuttaisi enimmillään noin 0,6 m/s virtausnopeuksia Lehtosalmessa silloin, kun pumppuvoimalaitosta käytettäisiin täydellä teholla.  

Laitoksella olisi vähäistä vaikutusta myös toisen kapeikon, Luuksinsalmen, virtausnopeuksiin. Se muuttaisi Luuksinsalmen kohdalla nykyisiä virtausnopeuksia enimmillään 0,1 m/s nopeammaksi tai hitaammaksi pumppuvoimalaitoksen käytön ja muun Kemijärven säännöstelyn mukaan.