SYKE Vesikeskus Puulan säännöstelyn kehittäminen: vaihtoehtoisia säännöstelytapoja ilmaston muuttuessa Loppuraportti LUONNOS 7.1.2018 Ari Koistinen
1. Johdanto Vuonna 2015 käynnistettiin hanke Puulan säännöstelyn kehittämiseksi eri vesitilanteissa ja muuttuvassa ilmastossa. Hankkeessa tarkasteltiin Puulan nykyisen säännöstelyluvan toimivuutta ja erilaisia mahdollisuuksia toimia sen puitteissa, sekä hieman myös vaihtoehtoista säännöstelytapaa, jossa nykyisen säännöstelyluvan mukaista kevätalennusta lievennetään tai se jätetään kokonaan tekemättä lumen vesiarvon ollessa pieni. Simulointeja tehtiin SYKEn Vesistömallijärjestelmää käyttäen kolmella eri jaksolla: referenssijaksona käytetty jakso 1971-2000 sekä tulevaisuutta kuvaavat jaksot 2010-39 ja 2040-69, joilla vesistömallin syötteenä oleva säädata (lämpötila ja sadanta) oli referenssijakson sää muutettuna ilmastonmuutosmallien ennusteiden mukaisesti. Tuloksia analysoitiin mm. tarkastelemalla hyvin korkeiden ja hyvin matalien pinnankorkeuksien esiintyvyyttä Puulalla ja Vuohijärvellä, samoin erittäin alhaisten virtaamien esiintyvyyttä järvien alapuolisissa joissa. Työssä hyödynnettiin aiemmissa eri puolilla Suomea tehdyissä säännöstelyn kehittämisselvityksissä laadittuja vesiluontoon, virkistyskäyttöön ja taloudellisiin tekijöihin liittyviä mittareita. Tässä raportissa käsiteltävässä vuoden 2017 hankkeessa uudenlaisten säännöstelykäytäntöjen vertailua jatkettiin sekä tarkennettiin vedenkorkeus- ja virtaamarajoihin liittyviä mittareita, joiden perusteella säännöstelytapoja vertaillaan. Nykyisestä luvasta poikettiin esimerkiksi aikaistamalla kevätalennusta, nostamalla kesän ylärajaa, asettamalla minimijuoksutuksia ja aiemmin tehtyjen tarkastelujen tapaan sitomalla kevätalennus lumen vesiarvoon. Näiden säännöstelymuutosten vaikutuksia tarkasteltiin myös yhdistelemällä niitä tarkoituksenmukaisiksi katsotuilla tavoilla. Kaikkia vertailtavia säännöstelytapoja tarkasteltiin sekä referenssijaksolla 1971-2000 että muuttuneen ilmaston jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. Ilmastonmuutoksen voimakkuuteen ja nopeuteen liittyvät ennusteet vaihtelevat riippuen mm. käytetystä ilmastomallista sekä oletetusta hiilidioksidipäästöjen kehittymisestä tulevaisuudessa. Näissä vesitaselaskelmissa lämpötilan ja sadannan muutoksille käytettiin eri ilmastomallien tuloksista laskettuja keskiarvoja. Tämä keskimääräinen skenaario ja ilmastonmuutossimulointien toteutustapa on selitetty tarkemmin vuoden 2015 hankkeen loppuraportissa (Koistinen & Dubrovin 2016). Taulukossa 1 on kuvattuna keskimääräisen vuosisadannan ja vuoden keskilämpötilan muutokset jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 verrattuna referenssijaksoon, mikäli oletetaan ilmastonmuutoksen etenevän keskimääräisen skenaarion mukaisesti. Ilmaston muuttuessa lämpötilan ennustetaan siis nousevan ja vuotuisen sademäärän kasvavan. Vuosisadannan ja keskilämpötilan muutos verrattuna referenssijaksoon Jakso 2010-39 Jakso 2040-69 lämpötilan nousu asteina 1,5 3,0 sademäärän kasvu 4,4 % 11,1 % Taulukko 1. Vuoden sademäärän ja keskilämpötilan muutokset verrattuna referenssijaksoon. Tämänhetkinen vesitilanne Mäntyharjun reitillä ja laajemminkin maan etelä- ja keskiosissa korostaa säännöstelyn kehittämishankkeen ja ilmastonmuutoksen vaikutusten pohtimisen ajankohtaisuutta. Syksyn ja alkutalven harvinaisen runsaat sateet ja talven leuto sää ovat saaneet järvien pinnat nousemaan monin paikoin erittäin korkealle. Sateet ovat riittäneet samanaikaisesti kasvattamaan myös lumipeitteen laajoilla alueilla keskimääräistä suuremmaksi. Jos lumen kertyminen jatkuu talven kuluessa yhtä nopeana, niin järvien pintojen ollessa jo valmiiksi hyvin korkealla tulee keväästä mahdollisesti haasteellinen.
2. Nykyinen säännöstely ja sen ongelmat Puulan säännöstelyluvan mukaan järven pinta tulisi pitää kaudella 1.6.-1.10. ylärajan (NN-tasossa) 94,65 m alapuolella. Lokakuun aikana yläraja nousee 5 cm tasolle 94,70 m, ja 1.1. raja alkaa laskea kohti kevätkuoppaa, jonka alin kohta on 1.5., jolloin yläraja on 94,40 m. Tästä raja nousee toukokuun aikana lineaarisesti kesäkorkeuteen. Raja ei ole kuitenkaan ehdoton: pinnan noustua ylärajan yläpuolelle on juoksutettava vähintään 34 m3/s, ja tästä ylöspäin noustaessa minimijuoksutus kasvaa vähitellen niin, että esimerkiksi tasolla 94,70 m - 94,75 m se on 36 m3/s ja tasolla 95,00 m - 95,05 m minimijuoksutus on 54 m3/s. Nykysäännöstelyn mukaista tilannetta simuloitaessa oletettiin, että ylärajan yläpuolella juoksutetaan minimijuoksutusta, kuten käytännössä usein toimitaan. Kuvan 1 käyrästö esittää juoksutuksen riippuvuutta vedenkorkeudesta eri vuodenaikoina säännöstelytaulukossa, jolla mallia ohjattiin nykysäännöstelyn simuloinnissa. Vuoden 2015 simuloinneissa käytetty taulukko poikkesi hieman nykyisestä säännöstelyluvasta, ja tämä epätarkkuus korjattiin aloitettaessa näitä vuoden 2017 vesitaselaskelmia. Lisäksi vesistömalliin on määritelty, että lähestyttäessä hätäylivedenkorkeutta 95,30 m juoksutusta kasvatetaan hyvin voimakkaasti, tarvittaessa paljon suuremmaksi kuin taulukon ylin virtaama 72 m 3 /s. Epärealistisen nopeat ja alapuolisen vesistön kannalta epäedulliset juoksutuksen muutokset on estetty lisäämällä malliin rajoitus, että Kissakosken juoksutus muuttuu vuorokaudessa enintään 3 m 3 /s. Verrattuna vuoden 2015 simulointeihin, on mallin laskentaa tarkennettu korjaamalla lähtötietoina käytettävää sadantaa ja lämpötilaa havaittua vesitasetta vastaan, minkä seurauksena laskennassa käytetyt tulovirtaamat vastaavat nyt todellisia jakson 1971-2000 tulovirtaamia paremmin aiemmin tehdyissä laskelmissa. Kuva 1. Nykysäännöstelyn simuloinnissa käytetty vesistömallin säännöstelytaulukko. Jo aiemmin on todettu, että Puulan kevätalennuksen alimman vedenkorkeuden ajankohta 1.5. on myöhäinen kevättulvien tyypilliseen ajoitukseen nähden (mm. Suomalainen & Korhonen 2005). Kuvasta 2 nähdään, että referenssijaksolla 1971-2000 suurin osa lumesta on valuma-alueella tyypillisesti jo sulanut, ja kuvasta 3, että tulovirtaamat alkavat merkittävästi kasvaa jo huhtikuussa. Säännöstelyluvan kevätalennuksen ajankohdan epärealistisuudesta kertoo myös se, että yläraja ylittyy lähes joka kevät. Puulan vedenkorkeuden vuodenajan keskiarvo on vuosien 1964-2016 vedenkorkeushavaintojen mukaan alimmillaan jo ennen huhtikuun puoliväliä.
Ilmastonmuutoksen myötä lumen sulaminen ja kevättulvat aikaistuvat ja tulovirtaamien painopiste siirtyy muutenkin keväästä ja alkukesästä talveen, kuten voidaan nähdä kuvista 2 ja 3. Tällöin säännöstelyluvan alimman vedenkorkeuden ajoitus muuttuu entistä epärealistisemmaksi. Järven ajaminen alas toukokuun alussa, tai siihen pyrkiminen, voi johtaa myös siihen, että pinnan nostaminen alkukesästä riittävän ylös käy vaikeaksi tai jopa mahdottomaksi, kun kevään tulovirtaamahuippu on ohitettu jo useita viikkoja aiemmin ja kevättulovirtaamat ovat kokonaisuudessaan saattaneet jäädä vähäisiksi. Selkeimpiä ongelmia sekä Puulan että sen alapuolisen vesistön kannalta ovat kuivien kesien matalat pinnankorkeudet, ja nämä ongelmat helposti korostuvat, jos vedenpintoja ei saada keväällä korkealle. Näistä syistä päätettiin ensimmäisenä kokeilla kevätalennuksen aikaistamisen vaikutusta. Myöhemmin otettiin uudelleen ja jalostettuna tarkasteluun jo vuoden 2015 simuloinneissa kokeiltu säännöstelytapa, jossa kevätalennus sidotaan lumen vesiarvoon. Lopuksi tarkasteltiin Puulan kesäaikaisen säännöstelyn ylärajan nostamista, jälleen tavoitteena saada vedenpintaa alkukesästä korkeammalle, ja vedenkorkeuden alentamista syksyllä talvitulviin varautumiseksi. Talvitulvien on ennakoitu yleistyvän ilmastonmuutoksen myötä, ja hyvin runsasvetisiä talvia on nähty 2000-luvulla useita. Kuluva talvi on tästä hyvä esimerkki. Kuva 2. Lumen vesiarvon kehitys Puulan valuma-alueella ilmaston muuttuessa keskimääräisen ilmastonmuutosskenaarion mukaan. Päivittäiset keskiarvot, minimit ja maksimit referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät) sekä muuttuneen ilmaston jaksoilla 2010-39 (vihreät käyrät) ja 2040-69 (punaiset käyrät).
Kuva 3. Puulan tulovirtaamat (päivittäiset minimit, maksimit ja keskiarvot) referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät) sekä muuttuneen ilmaston jaksoilla 2010-39 (vihreät käyrät) ja 2040-69 (punaiset käyrät). Kuva 4. Puulan vedenkorkeudet (päivittäiset minimit, maksimit ja keskiarvot) nykysäännöstelyssä.
Kuva 5. Puulan lähtövirtaamat nykysäännöstelyssä. 3. Vaihtoehtoisia säännöstelytapoja Vuoden 2015 hankkeessa siis pitäydyttiin pääosin nykyisen säännöstelyluvan puitteissa tehtävien säännöstelytapojen tarkastelemiseen, ainoana nykyisestä luvasta poikkeavana vaihtoehtona tarkasteltiin lumen vesiarvosta riippuvaa kevätalennusta. Tässä vuoden 2017 hankkeessa Puulaa ja sen alapuolista vesistöä simuloitiin lukuisilla erilaisilla nykyisestä säännöstelyluvasta poikkeavilla tavoilla. Tulosten perusteella kokeiltujen säännöstelytapojen yksityiskohtia muokattiin ja niistä simuloitiin lukuisia erilaisia variaatioita. Näistä variaatioista tässä raportissa vertaillaan yhdeksää toisistaan poikkeavaa säännöstelytapaa, jotka on nimetty vaihtoehdoiksi 1.1 ja 1.2 sekä 2-8. Varsinainen vaihtoehtojen vertailu numeerisilla mittareilla tapahtuu luvussa 4. Luku 3 esittelee tarkasteltavat vaihtoehdot sanallisesti ja säännöstelyohjetaulukoiden avulla, ja sisältää päivittäisiä keski- ja äärivedenkorkeuksia sisältäviä kuvia. 3.1. Kevätalennuksen aikaistaminen (VE 1.1 ja VE 1.2) Ensimmäisenä vaihtoehtoisena säännöstelykäytäntönä selvitettiin kevätkuopan aikaistamisen vaikutuksia, ilman muita muutoksia nykyiseen säännöstelylupaan. Tästä vaihtoehdosta tarkastellaan kahta erilaista versiota: vaihtoehdossa 1.1. kevätalennusta aikaistettiin noin kuukaudella ja juoksutukset määritettiin kuvan 6 mukaisella taulukolla. Pyrkimyksenä siis on, että toukokuun alussa järvi olisi jo melko korkealla, lähellä kesäkorkeutta.
Kuva 6. Vaihtoehdossa 1.1. käytetty säännöstelytaulukko. Kevätalennusta on aikaistettu. Katsomalla esimerkiksi jakson 2040-69 vedenkorkeuden ja virtaaman minimikäyriä nykysäännöstelyä esittävissä kuvissa 4 ja 5 nähdään, että ilmastonmuutostilanteessa jaksolla 2040-69 vettä riittää huhtikuussa aina juoksutettavaksi niin paljon, että nykysäännöstelyssä Puulan pinta pysyy kevätalennuksen alimman korkeuden 94,40 m yläpuolella, vaikka juoksutus on vähintään luvan mukainen minimivirtaama 34 m 3 /s. Jos tulovirtaamat tämän jälkeen ovat niukkoja, niin edes juoksutuksen voimakas vähentäminen 1.5. jälkeen ei enää saa pintaa nousemaan tyypilliseen kesäkorkeuteen tason 94,60 m yläpuolelle. Sen sijaan vaihtoehdossa 1.1. kevätkuoppa 94,40 m saavutetaan (kuva 7) ja järven pinta saadaan jossain vaiheessa kevättä tai alkukesää tasolle 94,60 m myös jaksolla 2040-69, kun järvi ajetaan kevään minimikorkeuteen aiemmin ja juoksutusta voidaan merkittävästi pienentää jo toukokuun alussa. Kesän alimmat vedenkorkeudet nousevat hieman. Simuloinneissa juoksutuksen pienennys on kuitenkin epärealistisen nopea: käytännössä muutos tehtäisiin hieman hitaammin, jotta vedenpinnat alapuolisessa vesistössä eivät muuttuisi rajusti. Tämä seikka korjattiin myöhemmin, ja loput tässä esiteltävistä simuloinneista on tehty siten, että Kissakosken juoksutuksen muutokseksi on määritelty enintään 3 m 3 /s vuorokaudessa.
Kuva 7. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 1.1. Kuva 8. Puulan lähtövirtaamat vaihtoehdossa 1.1. Simulointia 1.1 seuraavissa keskusteluissa todettiin, että ilmastonmuutostilanteessa Puulan pinta kuitenkin useina vuosina alenee loppukesästä alemmaksi kuin olisi toivottavaa: kenties tätä kesäalenemaa voitaisiin lieventää pienentämällä juoksutuksia, jolloin saataisiin täysi hyöty siitä, että vedenpinta on saatu toukokuussa nostetuksi melko korkealle. Säännöstelytapaan tehtiin tämänsuuntaisia muutoksia ja saatiin vaihtoehto 1.2, jonka säännöstelytaulukko on esitetty kuvassa 9 sekä vedenkorkeudet ja virtaamat kuvissa 10 ja 11. Kuvista nähdään, että Puulan pinta on loppukesästä keskimäärin hieman korkeammalla kuin vaihtoehdossa 1.1. Vaihtoehtojen tarkempaa vertailua, valittujen numeeristen mittareiden valossa, ja laajentaen vertailua myös Vahvajärveen, tarkastellaan luvussa 4.
Kuva 9. Vaihtoehdon 1.2 säännöstelytaulukko. Kuva 10. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 1.2.
Kuva 11. Puulan lähtövirtaamat vaihtoehdossa 1.2. 3.2. Kevätalennuksen sitominen lumen vesiarvoon (VE 2) Jo vuoden 2015 simuloinneissa tarkasteltiin vaihtoehtoa, jossa kevätkuoppa on ehdollinen ja riippuu lumen vesiarvosta. Tämä vaihtoehto otettiin hieman muokattuna mukaan myös näihin vuoden 2017 laskelmiin. Tämä nimettiin vaihtoehdoksi 2. Siinä säilytettiin vaihtoehdon 1.2. kevätalennuksen aikaistaminen sekä pyrkimys järven pitämiseksi loppukesästä melko korkealla. Vaihtoehdossa 2 toimittiin lumen vesiarvon ollessa lähellä keskimääräistä samalla tavalla kuin vaihtoehdossa 1.2, ja käytetty säännöstelytaulukko oli sama kuin tässä vaihtoehdossa. Sen sijaan vähäisemmällä lumimäärällä eri juoksutusrajoja vastaavia vedenkorkeuksia nostettiin niin, että kevätalennus jäi lievemmäksi, ja suuremmalla lumimäärällä toimittiin päinvastoin. Jos lunta ei ollut lainkaan, annettiin järven pinnan nousta kohti kesäkorkeutta jo varhain kevättalvella, ellei se vaatinut kovin pieniä juoksutuksia. Kuten kuvia 10 ja 12 vertaamalla havaitaan, ovat vaihtoehtojen 1.2 ja 2 erot referenssijaksolla 1971-2000 pieniä ainakin kuvissa esitettyjen eri ajankohtien keskivedenkorkeuksien sekä minimi- ja maksimivedenkorkeuksien osalta. Sen sijaan jaksoilla 2010-39 ja 2040-69, kun lunta keskimäärin kertyy vähemmän, jäävät kevään alimmat vedenkorkeudet huomattavasti ylemmäksi.
Kuva 12. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 2 (lumen vesiarvosta riippuva kevätalennus). Kuva 13. Puulan lähtövirtaamat vaihtoehdossa 2. 3.3. Kesän ylärajan nosto (VE 3-6) Nostamalla kesäkauden vedenkorkeuden ylärajaa Puulalla voidaan järven pintaa nostaa alkukesästä korkeammalle, jos alkukesän tulovirtaamat ovat riittävän suuria, ja näin kenties saada järven pinta pysymään hieman korkeammalla loppukesästä, jolloin se usein alenee liiaksi johtaen myös tarpeettoman pieniin virtaamiin alapuolisessa vesistössä. Tästä kesän ylärajan nostosta simuloitiin erilaisia vaihtoehtoja. Kaikissa vaihtoehdoissa pitäydyttiin aikaistetussa kevätalennuksessa: tämä oli
nykysäännöstelyä lukuun ottamatta yhteinen piirre kaikissa tässä raportissa esiteltävissä säännöstelyvaihtoehdoissa. Koska säännöstelyluvan muutokset on usein helpompi saada hyväksytyksi, jos ne eivät aiheuta suuria muutoksia vuoden keskivedenkorkeuksiin, päätettiin myös simuloida vaihtoehtoja, joissa kesän ylärajan nostoon on yhdistetty Puulan vedenkorkeuden alentaminen syksyllä talvitulviin varautumista varten. Talvitulvien odotetaan yleistyvän ilmaston muuttuessa. Kesän ylärajan nostoon liittyen simuloitiin seuraavat vaihtoehdot: - vaihtoehto 3: kesän ylärajan nosto 5 senttimetrillä (tasolta 94,65 m tasolle 94,70 m), säännöstelytaulukko kuvan 14 mukainen - vaihtoehto 4: ylärajan nosto 5 senttimetrillä ja syysalennus talvitulviin varautumiseksi, säännöstelytaulukko kuvan 15 mukainen - vaihtoehto 5: ylärajan nosto 10 senttimetrillä (tasolta 94,65 m tasolle 94,75 m), säännöstelytaulukko kuvan 16 mukainen - vaihtoehto 6: ylärajan nosto 10 senttimetrillä ja syysalennus talvitulviin varautumiseksi, säännöstelytaulukko kuvan 16 mukainen Vaihtoehdossa 6 syysalennus on hieman voimakkaampi kuin vaihtoehdossa 4. Näin ylärajan noston tuoma muutos keskivedenkorkeuteen tulee suurelta osin kompensoitua. Kuva 14. Vaihtoehdossa 3 (kesän ylärajan 5 cm nosto) käytetty säännöstelytauluko. Vaihtoehtojen 3-5 säännöstelytaulukoissa valittua ylärajaa vastaava juoksutus oli sama kuin nykyisessä luvassa: jos järvi nousee ylärajalle, niin juoksutetaan vähintään 34 m 3 /s. Heti ylärajan alapuolella juoksutuksen annettiin pienentyä voimakkaasti, jotta järven pinta pysyisi verrattain korkealla. Juoksutuksen annettiin pienentyä niin, että noin 4 cm ylärajan alapuolella se oli 15 m 3 /s. Tämän jälkeen juoksutus edelleen pieneni Puulan pinnan alentuessa, mutta ei kuitenkaan enää kovin nopeasti, sillä rajaa 15 m3/s pienempi juoksutus saa alapuolisen Vahvajärven pinnan vähitellen putoamaan tason NN+88,20 m alapuolelle, mitä ei pidetä toivottavana. Kaikissa vaihtoehdoissa 3-5 Kissakosken juoksutus oli Puulan pinnan pudottua tasolle 94,60 m pienentynyt 11 kuutiometriin sekunnissa.
Kuva 15. Vaihtoehdossa 4 (kesän ylärajan 5 cm nosto ja syysalennus) käytetty säännöstelytauluko. Kuva 16. Vaihtoehdossa 5 (kesän ylärajan 10 cm nosto) käytetty säännöstelytaulukko.
Kuva 17. Vaihtoehdossa 6 (kesän ylärajan 10 cm nosto ja voimakkaampi syysalennus) käytetty säännöstelytaulukko. Erilaisia ylärajan nostamiseen liittyviä säännöstelyvaihtoehtoja esittävistä vedenkorkeuskuvista (kuvat 18, 19 ja 20) nähdään, että loppukesän keskimääräiset vedenkorkeudet todella nousevat 5-10 cm verrattuna esimerkiksi vaihtoehtoihin 1.2 (kuvat 10) tai vaihtoehtoon 2 (kuva 12). Kuivimpien kesien alimpiin pinnankorkeuksiin vaikutus on 5 cm luokkaa. Kuva 18. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 3. Kesän ylärajaa nostettu 5 senttimetrillä: uusi yläraja on 94,70 m.
Kuva 19. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 4. Kesän ylärajan 5 cm noston lisäksi syysalennus. Kuva 20. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 5. Kesän ylärajaa nostettu 10 senttimetrillä: uusi yläraja on 94,75 m.
Kuva 21. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 6. Kesän ylärajan 10 cm noston lisäksi syysalennus. 3.4. Kesän ylärajan noston ja lumen vesiarvosta riippuvan kevätalennuksen yhdistäminen (VE 7-8) Lokakuussa pidetyssä palaverissa päätettiin, että kokeillaan vielä vaihtoehtoa, jossa kesän ylärajan nosto 10 senttimetrillä, syysalennus ja lumen vesiarvosta riippuva kevätalennus on yhdistetty. Näin Puulan pinta saadaan vähälumisen kevään jälkeen ylemmäksi ja kesän ylärajan nostosta saadaan suurempi hyöty. Tätä kutsutaan vaihtoehdoksi 7. Säännöstelytaulukko oli kuten vaihtoehdossa 6, mutta lisäksi ajankohdan lumimäärän poiketessa referenssijakson keskimääräisestä tasosta on eri juoksutusrajoja vastaavia vedenkorkeuksia nostettu tai laskettu vaihtoehdon 2 tapaan tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla yleensä nostettu, koska lunta on silloin referenssijaksoa vähemmän. Kuva 22. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 7.
Kuva 23. Puulan lähtövirtaamat vaihtoehdossa 7. Vahvajärven pinnan liiallinen aleneminen kesän aikana on nähty merkittäväksi ongelmaksi. Viimeisessä tässä selvityksessä tarkasteltavassa vaihtoehdossa 8 Kissakosken alinta mahdollista juoksutusta kasvatettiin: kun se esimerkiksi vaihtoehdossa 7 oli vain 5 m 3 /s, niin vaihtoehdossa 8 se oli 9 m 3 /s. Muilta osin vaihtoehdot 7 ja 8 olivat samanlaisia. Kuvat 22 ja 23 esittävät Puulan vedenkorkeuksia ja virtaamia vaihtoehdossa 7 kuvat 24 ja 25 vaihtoehdossa 8. Kuten seuraavan luvun taulukosta 4 käy ilmi, poistuivat Vahvajärvellä tason 87,90 m alitukset lähes kokonaan. Toisaalta Puulalla purjehduskauden alarajan alitukset yleistyivät hiukan. Kuva 24. Puulan vedenkorkeudet vaihtoehdossa 8.
Kuva 25. Puulan lähtövirtaamat vaihtoehdossa 8. 4. Säännöstelytapojen numeerista vertailua ja vaikutukset alapuoliseen vesistöön Eri säännöstelyvaihtoehtojen etuja ja haittoja verrattiin Puulan ja Vahvajärven vedenkorkeuksiin sekä Kissakosken virtaamiin liittyvillä numeerisilla mittareilla. Mittarit olivat seuraavat: - Kuinka monena vuonna (kullakin 30 vuoden tarkastelujaksolla) Puulan vedenkorkeus 94,90 m ylittyy? - Kuinka monena vuonna Puulan vedenkorkeus 94,40 m, ns. purjehduskauden alaraja, alittuu jaksolla 15.5.-31.10.?` - Kuinka usein (prosentteina jakson päivistä) Kissakosken juoksutus on alle 10 m 3 /s? - Kuinka usein (prosentteina jakson päivistä) Kissakosken juoksutus on yli 45 m 3 /s? - Kuinka monena vuonna Vahvajärven vedenkorkeus käy kesäkaudella 15.5.-31.8. rajan 88,20 m alapuolella? - Kuinka monena vuonna Vahvajärven vedenkorkeus käy kesäkaudella 15.5.-31.8. rajan 87,90 m alapuolella? - Kuinka monena vuonna Vahvajärven vedenkorkeus käy rajan 88,90 m yläpuolella? Vuosien lukumäärät tai prosenttiosuudet päivistä, jolloin rajat rikkoutuvat, on esitetty taulukossa 2 eri säännöstelyvaihtoehdoille kolmella tarkastelujaksolla. Kaikkien näiden vedenkorkeus- ja virtamaarajojen rikkoutuminen katsottiin epäedulliseksi, joten jokaisen mittarin on sitä parempi, mitä pienempi se on. Jokaisen mittarin kohdalla parhaat mittariarvot on merkitty vihreällä ja huonoimmat punaisella. Kissakoskella virtaamarajan 45 m3/s ylittyminen kertoo paitsi voimalaitoksen merkittävistä ohijuoksutuksista (joita alkaa syntyä jo hieman alhaisemmalla virtaamalla 40 m 3 /s) myös siitä, että Vahvajärven pinta nousee tai on vaarassa nousta haitallisen ylös. Ei-toivottuna pidetyn rajan 88,90 m Vahvajärvi kyllä ylittää jo Kissakosken virtaaman ollessa jonkin aikaa vajaat 40 m 3 /s. Tätä raporttia kirjoitettaessa vuosien 2017 ja 2018 vaiheessa Vahvajärven pinta on vaihdellut välillä 88,90 m 89,02 m, kun Kissakosken juoksutus on ollut useimpina päivinä 37 45 m 3 /s.
P U U L A V A H V A J Ä R V I W > W < 94,4 Qout < Qout > W < 88,2 W < 87,90 W > Keskivedenkork. 94,9 m 15.5. - 10 m3/s 45 m3/s 15.5. - 15.5. - 88,9 Puula Vahvaj. 31.10. 31.8. 31.8. NN+94 m NN+88 m v u o s i e n l k m % p ä i v i s tä v u o s i e n l k m cm cm nykysäänn. ref.jakso 6 4 4,3 3,3 16 3 16 58,5 54,6 2010-39 10 8 9,8 5,5 21 5 23 60,4 52,5 2040-69 12 12 12,9 9,9 23 9 26 63,0 54,9 VE 1.1: ref.jakso 6 4 2,8 3,5 13 1 13 59,1 54,9 2010-39 10 9 9,0 5,5 19 5 18 60,6 53,0 2040-69 12 12 12,4 9,9 23 8 26 63,2 55,2 VE 1.2: ref.jakso 6 1 4,8 3,5 18 4 13 59,7 54,7 2010-39 10 6 9,9 5,6 26 10 20 61,3 52,6 2040-69 12 9 13,4 10,2 26 13 26 63,8 54,8 VE 2: ref.jakso 6 1 5,6 3,5 19 3 14 60,7 54,6 2010-39 10 6 10,5 5,6 26 10 22 63,0 52,5 2040-69 12 8 14,1 10,4 26 13 27 65,3 54,8 VE 3: ref.jakso 6 1 2,7 3,6 19 1 17 62,0 54,7 2010-39 10 5 7,1 5,8 25 9 21 63,4 52,8 2040-69 12 8 10,5 10,5 26 10 26 65,6 54,9 VE 4: ref.jakso 6 1 2,7 3,5 21 1 15 58,5 54,8 2010-39 8 5 7,3 4,4 25 9 16 59,5 53,2 2040-69 11 8 10,7 9,2 26 11 21 61,9 55,6 VE 5: ref.jakso 7 0 3,0 3,8 23 1 18 64,8 54,4 2010-39 10 1 6,2 6,4 26 5 22 66,2 52,6 2040-69 12 5 10,1 11,3 26 10 26 68,2 54,7 VE 6: ref.jakso 6 0 3,2 3,7 24 1 16 61,3 54,4 2010-39 8 1 6,7 5,1 26 7 17 62,2 53,0 2040-69 11 6 10,6 9,8 27 10 21 64,4 55,4 VE 7: ref.jakso 6 0 4,6 3,7 23 1 16 62,1 54,4 2010-39 9 1 8,1 5,3 25 4 19 64,4 52,9 2040-69 11 5 11,9 9,9 26 10 25 66,6 55,3 VE 8: ref.jakso 6 1 1,2 3,7 23 0 16 62,0 54,4 2010-39 9 3 3,3 5,2 25 0 19 64,2 53,1 2040-69 11 8 6,2 9,9 26 1 25 66,2 55,6 Taulukko 2. Vaihtoehtoisten säännöstelytapojen vertailua Puulan ja Vahvajärven virtaamiin ja vedenkorkeuksiin liittyvien mittareiden perusteella. Kyseisen mittarin suhteen parhaat vaihtoehdot on merkitty vihreällä värillä ja huonoimmat punaisella. Kahdessa viimeisessä sarakkeessa on esitetty keskivedenkorkeudet. 4.1. Puulan vedenkorkeuden 94,90 m ja lähtövirtaaman 45 m 3 /s sekä Vahvajärven rajan 88,90 m ylittyminen Tehtyjen simulointien perusteella hyvin korkeat vedenpinnat tasot ja suuret virtaamat yleistyvät Puulalla ja Vahvajärvellä ilmastonmuutoksen myötä. Kun referenssijaksolla 1971-2000 raja 94,90 m ylittyy Puulalla nykysäännöstelyn mukaisessa simuloinnissa kuutena vuotena 30:stä, niin jaksolla 2010-39 ylittymisiä on saman säännöstelytaulukon mukaan juoksutettaessa 10 ja jaksolla 2040-69 niitä on simuloinnin mukaan 12. Jaksolla 2040-69 kaikki ylittymiset ajoittuvat joulukuun puolivälin ja maaliskuun lopun väliseen ailkaan, kun taas referenssijaksolla niistä suurin tapahtuu touko- tai kesäkuussa. Mainittakoon, että jos katsotaan suoraan Liekuneen asteikon 1407810 havaintoja, niin jaksolla 1971-2000 raja 94,90 m on ylittynyt todellisuudessa vain neljänä vuonna: 1974, 1975, 1988 ja 1995. Vuosina
1981 ja 1982 vedenpinta kävi kuitenkin havaintojen mukaan vain noin 3 cm päässä rajasta, ja simuloinnissa pinta nousi hiukan ylemmäksi. Ero todellisuuden ja simuloinnin välillä johtuu laskennan epätarkkuuksien lisäksi siitä, että nykysäännöstelyn simuloinnissa ei käytetty havaittuja Kissakosken virtaamia, jotka todellisuudessa ovat jonkin verran poikenneet nykyistä säännöstelykäytäntöä kuvaavasta juoksutustaulukosta. Samoista syistä myös muut mittariarvot jonkin verran poikkeavat referenssijaksolla havaintojen mukaisista arvioista. Eri säännöstelytapojen vertailussa ja ilmastonmuutoksen vaikutuksen tarkastelemisessa mittarien absoluuttisia arvoja tärkeämpiä ovat kuitenkin arvojen muutokset. Taulukosta 2 nähdään, että rajan 94,90 m ylittymisiä ei tarkastelluilla säännöstelytavoilla voi juurikaan vähentää. Luvut joko pysyvät ennallaan tai muuttuvat hiukan. Merkittävin parannus saadaan aikaan vaihtoehdoissa 4 ja 6, jossa tehdään vedenpinnan alentaminen syksyllä, talvitulviin varautumiseksi. Syysalennus olisi toki mahdollista kytkeä myös muihin säännöstelyvaihtoehtoihin, mutta vaihtoehtoihin 4 ja 6 se otettiin mukaan kompensoimaan kesän ylärajan noston tuomaa muutosta keskivedenkorkeuteen. Esimerkiksi vaihtoehdot 5 ja 6 olivat muilta osin samanlaiset (molemmissa oli kesän ylärajan 10 cm nosto), mutta vaihtoehdossa 6 tehtiin syysalennus, joka alensi joulukuun keskivedenkorkeuksia noin 10 senttimetrillä (vrt. kuvat 20 ja 21), ja tämän muutoksen ansiosta rajan 94,90 m ylitykset Puulalla vähenivät kymmenestä kahdeksaan jaksolla 2010-39. Kahdella muulla tarkastelujaksolla muutokset olivat tätä vähäisempiä. Kun Puulan vedenpinta on korkealla, on yleensä myös lähtövirtaama suuri ja se myötä alapuolisen Vahvajärven vedenpinta korkealla. Kaikki tarkastelujaksot huomioiden Puulan vedenkorkeusrajan 94,90 m kannalta huonoin (tosin vain hyvin marginaalisesti huonoin, sillä eroa muihin suunnilleen yhtä huonoihin vaihtoehtoihin oli vain referenssijaksolla, ja silläkin vain vähän) tulos saatiin vaihtoehdossa 5, jossa kesän ylärajaa nostetaan 10 cm ilman syysalennusta. Kun yläraja on 94,75 m ja kesällä on aktiivisena pyrkimyksenä saada järven pinta tälle ylärajalle, on hieman suurempi riski, että pinta nousee tulovirtaamien kasvaessa tasolle 94,90 m saakka tai siitä vielä hiukan ylemmäksi, jolloin simuloinneissa käytetty juoksutustaulukko tuottaa yli 45 m 3 /s suuruisia juoksutuksia. Vaihtoehto 5 oli huonoin myös näin suuriin juoksutuksiin liittyvän mittarin valossa, ja vedenkorkeusrajan 94,90 m ylittymisten suhteen hyväksi osoittautunut vaihtoehto 4 oli paras myös suurten juoksutusten vähäisen esiintyvyyden perusteella. Erot useimpiin muihin vaihtoehtoihin olivat kuitenkin pieniä. Vahvajärvellä haitallisen korkeana pidetyn rajan 88,90 m ylittymisiä esiintyi tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla vähiten niin ikään vaihtoehdossa 4. Jaksolla 2040-69 vaihtoehto 6 oli kuitenkin yhtä hyvä ja referenssijaksolla vaihtoehdot 1.1 ja 1.2 hieman parempia. Erot olivat kuitenkin vähäisiä ja voidaan todeta, että tämä raja joka tapauksessa ylittyy Vahvajärvellä usein varsinkin tulevaisuudessa. Itse asiassa kaikilla tarkastelujaksoilla ja kaikissa säännöstelyvaihtoehdoissa Vahvajärven keskimääräinen vuoden ylin vedenkorkeus (MHW) on tätä rajaa korkeampi, kuten nähdään taulukosta 4. Todettakoon vielä, että Puulalla tarkastelun kohteeksi valitun rajan 94,90 m tai jonkin muun hyvin korkean vedenpinnan tason välttämiseksi on olemassa keino, jota ei näissä laskelmissa simuloitu: juoksutusta voidaan kasvattaa merkittävästi suuremmaksi kuin säännöstelyluvan mukaiset säännöstelyn ylärajan yläpuolisia vedenkorkeuksia vastaavat vähimmäisjuoksutukset. Esimerkiksi tasolla 94,90 m tulee juoksuttaa viikkokeskiarvona vähintään 42 m 3 /s. Suurten juoksutusten käyttäminen nostaa kuitenkin vedenpinnat alapuolisessa vesistössä vähitellen haitallisen ylös. Lopulta kokonaistilanne vesistössä ratkaisee ääritilanteissa, kuinka suuria juoksutuksia on tarkoituksenmukaista käyttää. 4.2. Puulan ja Vahvajärven alhaiset pinnankorkeudet ja pienet virtaamat Puulan ja Vahvajärven alhaiset pinnankorkeudet ja pienet virtaamat liittyvät tilanteisiin, joissa vedestä on niukkuutta. Näitä mittareita on siksi syytä käsitellä yhdessä. Kuivissa tilanteissa voidaan säännöstelypäätöksillä jonkin verran vaikuttaa siihen, kuinka niukkuutta jaetaan, mutta kuivissa tilanteissa sekä Puulan että Vahvajärven pinnat ovat useimmiten hyvin alhaalla. Kissakosken virtaaman ja Vahvajärven pinnankorkeuden välillä on voimakas yhteys, sillä Vahvajärvi on kooltaan pieni Puulan (tai Liekuneen, joka voidaan katsoa Puulan osaksi) lasku-uoman läpivirtausjärvi, ja Kissakosken ja Vahvajärven väliseltä alueelta tulevat valumat ovat pieniä. Vahvajärven varastointikapasiteetti on vähäinen, joten sen lähtövirtaama seurailee jonkinlaisella viiveellä melko tarkasti Kissakosken virtaamaa. Näin ollen Vahvajärven purkauskäyrä (taulukko 3) kertoo melko tarkasti myös Kissakosken virtaaman ja Vahvajärven vedenkorkeuden välisen yhteyden, kun otetaan huomioon viive ja se, että Vahvajärvi sekä sen yläpuoliset pienet lammet hiukan tasaavat virtaamavaihteluita.
Vedenk. Virtaama NN+m m3/s 87,38 2,6 87,48 3,6 87,58 4,6 87,68 5,9 87,78 7,4 87,88 8,8 87,98 10,6 88,08 12,6 88,18 14,6 88,28 17,2 88,38 19,6 88,48 22 88,58 25 88,68 29 88,78 32 88,88 36 88,98 41 89,08 45 89,28 55 89,38 60 89,68 81 89,88 97 Taulukko 3. Vahvajärven purkauskäyrä. Vahvajärven kesäaikaisten alhaisten vedenkorkeuksien esiintyvyyttä mittaamaan valittiin aluksi rajan 88,20 m alittuminen. Tämän rajan todettiin alittuvan kaikissa säännöstelyvaihtoehdoissa hyvin usein, varsinkin tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla, joilla se tapahtuu useimpina vuosina. Tätä rajaa vastaava Kissakosken virtaama on noin 15 m 3 /s, jota ei tarkastelluissa säännöstelyvaihtoehdoissa pyritty välttämään, vaan johon siirryttiin varsin korkealla vedenpinnan tasolla, jos se oli aiheellista Puulan pitämiseksi korkealla. Vahvajärven kuivuustilanteisiin liittyvien säännöstelyvaihtoehtojen erojen havaitsemiseksi uudeksi kesäaikaiseksi tarkastelurajaksi valittiin taso 87,90 m, joka alittuu huomattavasti harvemmin: referenssijaksolla 1971-2000 nykysäännöstelyn simuloinnin (kuten myös havaintojen) mukaan tämä on tapahtunut kolmena vuotena. Jaksolla 2010-39 se tapahtuu nykysäännöstelyn simuloinnissa 5 kertaa ja jaksolla 2040-69 jopa 9 kertaa eli lähes joka kolmas vuosi. Tätä rajaa vastaa purkauskäyrässä noin 9 m 3 /s suuruinen virtaama, ja säännöstelyvaihtoehdossa 8, jossa Kissakosken minimivirtaamaksi asetettiin 9 m3/s, rajan 87,90 m alittumisista päästiinkin Vahvajärvellä eroon lähes kokonaan. Myös Kissakosken rajan 10 m 3 /s alittumisia oli vähiten, hyvin ymmärrettävistä syistä. Myös muissa vaihtoehdoissa, joissa kesän ylärajaa on nostettu, tämän virtaamarajan alittumiset vähenivät nykysäännöstelyyn verrattuna. Säännöstelyvaihtoehto 8, johon kuuluivat Kissakosken 9 m 3 /s minimivirtaaman lisäksi myös lumen vesiarvoon sidottu kevätalennus sekä kesän ylärajan nostaminen 10 senttimetrillä, osoittautui hyväksi myös Puulan purjehduskauden alarajan alittumisten kannalta, vaikka vielä harvinaisempia rajan alittumiset luonnollisesti olivat vaihtoehdoissa 5, 6 ja 7, joissa oli yhtä suuri kesän ylärajan nosto, mutta ei minimivirtaamaa 9 m3/s Kissakoskella. Kun purjehduskauden alarajan alittumisten lukumäärät (tai vuosien lukumäärät, joina alittuminen tapahtui) olivat vaihtoehdossa 8 eri jaksoilla 1, 3 ja 8, niin tämän mittarin kannalta parhaissa vaihtoehdoissa 5 ja 7 vastaavat luvut olivat 0, 1 ja 5. Vaihtoehtojen 7 ja 8 ero kesän juoksutusten osalta oli kuivissa tilanteissa (tason 94,50 m alapuolella) suuruusluokkaa 2 m 3 /s, ja Puulan sekä Ryökäsvesi-Liekuneen kokonaispinta-alan 380 km 2 perusteella voidaan laskea, että tämänsuuruinen muutos juoksutuksessa vaikuttaa Puulan pintaan 10 päivässä noin 0,45 cm ja näin ollen kuukaudessa noin 1,4 cm.
4.3. Vaikutukset keskivedenkorkeuksiin sekä tunnuslukuihin MHW ja MNW Jos jatketaan nykysäännöstelyllä, niin simulointitulosten mukaan Puulan keskivedenkorkeus nousee ilmaston muuttuessa joitakin senttejä siten, että jaksolla 2040-69 ero referenssijaksoon on 4-5 cm. Useimmissa vaihtoehtoisissa säännöstelytavoissa keskivedenkorkeudet eri jaksoilla ovat korkeintaan parin sentin päässä nykysäännöstelyn mukaisista keskivedenkorkeuksista, mutta joitakin selkeitä erojakin on: vaihtoehdossa 5, jossa ylärajaa nostetaan ilman syysalennusta, ovat keskivedenkorkeudet 5-6 cm nykysäännöstelyä korkeampia. Jos tähän kytketään syysalennus (VE 6), saadaan keskivedenkorkeuden nousu kompensoitua suurelta osin, mutta ei kokonaan. Vahvajärvellä ilmastonmuutokset tuomat muutokset keskivedenkorkeuteen ovat simulointien mukaan enimmillään parin senttimetrin luokkaa ja eri säännöstelyvaihtoehtojen tuomat muutokset tätäkin pienempiä: tarkasteltujen säännöstelytapojen tuoma muutos Vahvajärven keskivedenkorkeuteen on enimmilläänkin vähemmän kuin 1 cm. Tämä ei ole yllättävää siihen nähden, että Puulan säännöstelyllä ei voida juurikaan vaikuttaa Kissakoskesta Vahvajärveen virtaavan veden kokonaismäärään, vaan ainoastaan virtaamien ajoitukseen. Ajoitus vaikuttaa alapuolisessa vesistössä lähinnä vedenkorkeuden vaihteluväliin, mutta ei juurikaan keskivedenkorkeuteen. Jos siirrytään Vahvajärvestä edelleen vesistössä alaspäin, voidaan säännöstelytapojen vaikutuksen keskivedenkorkeuksiin pienentyvän edelleen ja olevan käytännössä merkityksetön. Keskivedenkorkeuksiin liittyen on huomioitava, että nykyisenkin säännöstelyluvan ja -käytännön puitteissa säännöstelijä voi toimia monin eri tavoin, eikä Puulalla tai Vahvajärvellä ole olemassa yksikäsitteistä nykysäännöstelyn mukaista keskivedenkorkeutta. Vertailun vuoksi keskivedenkorkeus voidaan laskea myös havainnoista, jolloin referenssijaksolle 1971-2000 saadaan luku 94,551 m. Tämä on 3,4 cm alhaisempi kuin simuloinnissa saatu nykysäännöstelyn mukainen vastaavan jakson keskivedenkorkeus 94,585 m. Jos keskivedenkorkeus sen sijaan lasketaankin viimeisen runsaan 20 vuoden ajalta (jaksolta 1997-2017) käyttäen tuon jakson havaintoja, niin päädytään lukemaan 94,580 m, joka on vain 5 mm päässä simuloidusta referenssijakson keskivedenkorkeudesta. MHW P u u l a V a h v a j ä r v i ref.jakso 2010-39 2040-69 ref.jakso 2010-39 2040-69 Nykys. 94,77 94,81 94,88 88,98 89,03 89,10 VE 1.1 94,79 94,81 94,88 88,96 89,00 89,10 VE 1.2 94,79 94,82 94,88 88,96 89,02 89,10 VE 2 94,80 94,84 94,90 88,97 89,02 89,10 VE 3 94,81 94,83 94,89 88,97 89,02 89,10 VE 4 94,79 94,80 94,85 88,95 88,99 89,07 VE 5 94,83 94,85 94,91 88,98 89,03 89,12 VE 6 94,82 94,83 94,87 88,97 89,00 89,09 VE 7 94,83 94,85 94,90 88,97 89,01 89,10 VE 8 94,83 94,85 94,90 88,97 89,01 89,10 Taulukko 4. Puulan ja Vahvajärven keskimääräiset vuoden ylimmät vedenkorkeudet (MHW).
MNW P u u l a V a h v a j ä r v i ref.jakso 2010-39 2040-69 ref.jakso 2010-39 2040-69 Nykys. 94,43 94,43 94,42 88,11 88,00 87,95 VE 1.1 94,41 94,43 94,42 88,08 88,01 87,96 VE 1.2 94,42 94,44 94,43 88,04 87,97 87,93 VE 2 94,43 94,46 94,44 88,03 87,96 87,93 VE 3 94,43 94,46 94,45 88,06 88,00 87,96 VE 4 94,40 94,43 94,43 88,06 88,01 87,95 VE 5 94,44 94,48 94,48 88,06 87,98 87,95 VE 6 94,40 94,44 94,45 88,05 87,99 87,94 VE 7 94,41 94,46 94,46 88,03 87,97 87,93 VE 8 94,41 94,45 94,44 88,05 88,01 87,99 Taulukko 5. Puulan ja Vahvajärven keskimääräiset vuoden alimmat vedenkorkeudet (MNW). Keskimääräinen vuoden ylin vedenkorkeus (MHW) nousee Puulalla ilmaston muuttuessa selvästi enemmän kuin keskivedenkorkeus, ja jaksolla 2040-69 ero referenssijakson MHW-tasoon on simuloinnin mukaan 11 cm (taulukko 4). Sekä Puulalla että Vahvajärvellä erot MHW-tasoissa ovat pienempiä eri säännöstelytavoilla kuin eri tarkastelujaksoilla (referenssijakso sekä kaksi tulevaisuutta kuvaavaa jaksoa). Voidaan siis sanoa, että keskimääräiseen vuoden ylimpään vedenkorkeuteen ilmastonmuutos vaikuttaa enemmän kuin säännöstely, valittiinpa näistä säännöstelytavoista mikä tahansa ja olettaen, että ilmasto muuttuu suurin piirtein tässä simulaatiossa käytetyn skenaarion mukaisesti. Tulee toki muistaa, että ilmastonmuutokseen liittyvät epävarmuudet ovat suuria. Sen sijaan keskimääräiseen vuoden alimpaan vedenkorkeuteen voidaan tässä tarkastelluilla säännöstelytavoilla vaikuttaa Puulalla saman verran tai hieman enemmän kuin ilmastonmuutoksen vaikutus on. Vahvajärvellä ilmastonmuutoksen vaikutus näyttäisi taulukon 5 lukujen perusteella hieman suuremmalta. Ilmastonmuutos alentaa Vahvajärven MNW-tasoa, samoin aika moni Puulan vaihtoehtoisista säännöstelytavoista. Voi näyttää hämmentävältä, että Puulan MNW on referenssijaksolla lähes kaikilla säännöstelytavoilla alhaisempi kuin nykysäännöstelyssä, vaikka vaihtoehtoisissa säännöstelytavoissa oli yhtenä tavoitteena Puulan vedenkorkeuksien nostaminen kuivina kesinä. Tämä selittynee sillä, että ainakin referenssijaksolla alin vedenkorkeus saavutetaan Puulalla useimmiten keväällä, ja kun vaihtoehtoisissa säännöstelytavoissa kevätalennusta oli aikaistettu, on niissä nykysäännöstelyä paremmat mahdollisuudet todella saada järven pinta ajettua luvan mukaisen kevätkuopan 94,40 m tuntumaan. Sen sijaan jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 vaihtoehtoiset säännöstelytavat tuottavat hieman korkeamman tai vähintään saman MNW:n kuin nykysäännöstely. Raporttiin ei ole sisällytetty juurikaan vedenkorkeuskäyriä Vahvajärvestä ja tätä alemmasta vesistön osasta, sillä erot keski- ja äärivedenkorkeuksissa ovat Vahvajärvessä verrattain pieniä ja pienenevät edelleen vesistössä alaspäin siirryttäessä. Näitä muutoksia kuvaamaan on kuitenkin valittu joitakin keskija ääriarvokäyriä. Kuva 26 esittää Vahvajärven vedenkorkeuksia nykysäännöstelyssä ja kuva 27 vaihtoehdossa 8, jonka voidaan katsoa poikkeavan nykysäännöstelystä eniten: aikaistettu kevätalennus on sidottu lumen vesiarvoon, kesän ylärajaa on nostettu 10 cm ja mukana on syysalennus. Kevätalennuksen jälkeinen Puulan nosto kesäkorkeuteen huhti-toukokuussa aiheuttaa Vahvajärven keskivedenkorkeuteen tilapäisen aleneman, ja vastaavasti syksyllä pinta on keskimäärin hieman nykysäännöstelyä korkeammalla, kun Puulaan tehdään syysalennusta, juoksuttaen sieltä hieman enemmän, kuvan 25 mukaan keskimäärin noin 30 m 3 /s (minkä voi karkeasti arvioida myös kuvan 27 ja purkautumiskäyrän eli taulukon 3 tietoja yhdistelemällä).
Kuva 26. Vahvajärven vedenkorkeudet nykysäännöstelyssä. Kuva 27. Vahvajärven vedenkorkeudet vaihtoehdossa 8. Kuvien 28 ja 29 keskiarvokäyrien perusteella Vuohijärven vedenkorkeuden vaihtelu pienenee hieman, jos Puulalla siirrytään nykysäännöstelystä vaihtoehtoon 8. Tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla säännöstelytapojen erot ovat keskiarvokäyrien perusteella erittäin pieniä. Maksimikäyrässä, jonka korkein kohta vastaa talven 1974-1975 hyvin poikkeuksellista talvitulvaa, jota jaksoilla 2010-2039 ja 2040-69 on mallin syötedatassa vielä ilmastonmuutos entisestään nostanut, huomataan enimmillään noin 5 cm nousu. Tämä voidaan selittää sillä, että Puulan kesäaikaisen ylärajan nosto saa Puulan vedenkorkeuden nousemaan jo syksyllä alkavassa tulvatilanteessa vaihtoehdossa 8 selvästi nykysäännöstelyä nopeammin tasolle, jolla Kissakoskesta on juoksutettava hyvin paljon, jolloin
tulvatilanne alapuolisessa vesistössä kehittyy nopeammin. Tuossa tulvatilanteessa ei Puulalla ollut mahdollista tehdä syysalennusta ilman kohtuuttoman suuria juoksutuksia, sillä tulovirtaama oli jo lokakuussa noin 60 m 3 /s. Kuva 28. Vuohijärven vedenkorkeudet nykysäännöstelyssä. Kuva 29. Vuohijärven vedenkorkeudet vaihtoehdossa 8. Yhteenvetona voidaan todeta, että Puulan säännöstelyn muuttamisen vaikutus on alapuolisessa vesistössä koko vuoden keskivedenkorkeuksiin käytännössä olematon (suuruusluokkaa alle 1 cm), mutta joidenkin kuukausien, erityisesti toukokuun, keskimääräinen vedenpinnan taso esimerkiksi Vuohijärvessä voi alentua jopa 10 cm, kun Puula täytetään nostaen se nykyistä ylemmäksi. Ilmastonmuutoksen edetessä ero näyttää pienentyvän, kun Puulan kevätalennus lievenee tai jää pois, jolloin Puula saadaan nousemaan kesäkorkeuteen hieman suuremmillakin juoksutuksilla. Myös ääritilanteisiin säännöstelytavan muutos voi alapuolisessa vesistössä vaikuttaa: Puulan kesän ylärajan
nosto voi pahentaa syksyllä kehittyviä harvinaisia talvitulvia tilanteessa, jossa syysalennusta ei ehditä tekemään. 5. Johtopäätökset ja suositukset Puulan säännöstelyluvan tarkistaminen ja jonkinasteinen muuttaminen näyttää tehtyjen laskelmien perusteella aiheelliselta. Selvin muutostarve liittyy kevätalennuksen ajoitukseen, jota on käsitelty luvussa 2. On myös järkevää antaa säännöstelijälle mahdollisuus jättää kevätalennus lievemmäksi tai jopa kokonaan tekemättä, mikäli lunta on hyvin vähän tai ei lainkaan. Toisaalta kevätalennuksen sitominen lumen vesiarvoon jonkin tarkasti määritellyn säännön avulla tekisi säännöstelyn joustamattomaksi ja monimutkaisemmaksi toteuttaa: tulisi esimerkiksi määritellä, mistä lumen vesiarvo katsotaan (lumilinjamittauksista vai esimerkiksi vesistömallin laskennasta). Siksi on mahdollisesti parempi määritellä jokin oletusarvoinen kevätalennus, jota voitaisiin poikkeuksellisissa lumitilanteissa muuttaa esimerkiksi 20 cm suuntaan tai toiseen säännöstelyn valvojan päätöksellä. Kesän ylärajan nostaminen joko 5 tai 10 senttimetrillä näyttää näihin tarkasteluihin valittujen mittareiden perusteella hyödylliseltä muutokselta: Puulan purjehduskauden alarajan alittumiset vähenevät, vaikka samaan aikaan haitallisen pieniä alle 10 m 3 /s suuruisia juoksutuksia esiintyy Kissakoskella vähemmän kuin nykysäännöstelyssä. Ylärajan nosto yhdessä Kissakosken minimivirtaaman 9 m 3 /s kanssa mahdollistaisi myös Vahvajärven pinnan pitämisen hyvin kuivinakin kesinä rajan 88,70 m yläpuolella. Säännöstelyvaihtoehtoihin 4, 6, 7 ja 8 liitetyllä syysalennuksella havaittiin olevan ainakin vähäinen talvitulvien riskiä pienentävä vaikutus. Koska talvitulvien ennustetaan yleistyvän ja talviaikaisten tulovirtaamien kasvavan, ei syysalennuksen tekemisestä liene ainakaan haittaa, jos se on mahdollista tehdä selvästi alle 40 m3/s suuruisilla virtaamilla niin, että voimalaitokselle ei synny ohijuoksutuksia eivätkä vedenpinnat alapuolisessa vesistössä nouse haitallisen korkealle. Käytettyjen mittareiden ja edellä olevan pohdinnan perusteella tässä tarkastelluista säännöstelytavoista vaihtoehto 8 vaikuttaisi lupaavimmalta jatkokehitystä ajatellen. Kevätalennuksen sitominen lumen vesiarvoon ja mahdollisuudet toteuttaa tällainen säännöstely käytännössä on kuitenkin syytä harkita tarkoin. Myös kesän ylärajan noston mahdolliset haitat vaatinevat vielä jatkoselvittelyjä. Jo 5 cm suuruisella nostolla saavutetaan hyötyjä kuivia kesiä ajatellen. Vaikutuksia Vahvajärven alapuoliseen vesistöön tulee selvittää vielä lisää sitten, kun on muodostunut selkeä yhteinen näkemys siitä, miten säännöstelyä on aihetta muuttaa Puulan ja Vahvajärven kannalta. Lopuksi todettakoon, että optimaalinen tapa säännöstellä riippuu myös vahvasti tarkasteluun valittujen mittareiden painotuksesta: mitkä vedenkorkeus- ja virtaamarajat ovat kriittisiä siten, että niiden ylittyminen tai alittuminen on todella vahingollista, ja mitkä paremminkin toivottavia rajoja, ja kuinka suuria mahdolliset haitat ovat. Viitteet Koistinen, A., Dubrovin, T. 2016. Mäntyharjun reitin vesitaselaskelmat - Ilmastonmuutoksen ja säännöstelykäytännön tarkastelu. Julkaisematon raportti. Suomalainen, M., Korhonen, J. 2005. Puulan ja Kyyveden kevättulvan ajoitus. Julkaisematon raportti.