Mäntyharjun reitin vesitaselaskelmat - Ilmastonmuutoksen ja säännöstelykäytännön tarkastelu

SYKE Vesikeskus Mäntyharjun reitin vesitaselaskelmat - Ilmastonmuutoksen ja säännöstelykäytännön tarkastelu Raportti 8.2.2016 Ari Koistinen Tanja Dubrovin

1. Taustaa Hankkeen tarkoituksena oli Puulan (tarkemmin sanottuna Puulan, Liekuneen ja Ryökäsveden muodostaman järvialtaan) säännöstelykäytäntöjen kehittäminen eri vesitilanteissa, ensisijaisesti nykyisen säännöstelyluvan puitteissa. Työ tehtiin Etelä-Savon ELY-keskuksen toimeksiannosta ja sitä rahoittivat maa- ja metsätalousministeriö, Etelä-Savon ELY-keskus ja Suur-Savon sähkö Vesitaselaskelmia tehtiin SYKEn Vesistömallijärjestelmällä huomioiden myös ennustetut ilmastonmuutoksen vaikutukset. Tarkastelun kohteena olivat lähinnä Puula ja sen alapuolinen Vahvajärvi, mutta myös alapuoliseen vesistöön kiinnitettiin hiukan huomiota. Tarkoituksena oli laatia optimaalinen juoksutussuunnitelma erilaisiin vesitilanteisiin, jotta vedenkorkeudesta ja virtaamista aiheutuvat haitat vesistöissä olisivat mahdollisimman pienet sekä selvittää, voidaanko alapuolisessa vesistössä vähentää vedenkorkeuden haitallista vaihtelua nykyisten lupamääräysten puitteissa ja millä tavoin. Projektin alkuvaiheessa todettiin, että laskelmissa tulisi ottaa huomioon mm. seuraavat seikat: - Ongelmana on, että luvan kevätkuoppa tulee noin kuukauden verran liian myöhään, tulovirtaamat kasvavat jo selvästi aiemmin kuin luvan kevätkuopan ajankohta. Toisaalta nykyinen lupa sallii, että juoksutus kevättalvesta/keväällä pidetään tasolla 34 m 3 /s, vaikka yläraja uhkaisi ylittyä. Näin ollen ylärajan myöhäinen kevätkuoppa ei aiheuta ongelmaa märkinä vuosina, jolloin juoksutus joka tapauksessa kannattaisi pitää vähintään tasolla 34 m 3 /s eikä kevätkuopan saavuttamiseen edes tarvitse pyrkiä nostamalla juoksutusta tuosta lukemasta. Märkinä vuosina on kuitenkin toinen ongelma: kuinka suurena juoksutus pidetään ja kuinka alas järvi lasketaan? - Myöhäinen kevätkuoppa on ongelmallinen vuosina, jolloin tulovirtaamat ovat pieniä sekä kevättalvella että myöhemmin keväällä ja alkukesästä: lupa pakottaa ajamaan järven 1.5. mennessä alas tasolle NN+94,40 m, ja tämän jälkeen nostaminen ylös kesäkorkeuteen on vaikeampaa ja edellyttäisi erittäin pieniä juoksutuksia (jotka ovat ongelmallisia mm. Naturakoskien kannalta). - Aiempien selvitysten (mm. VIRKI-mallinnus) mukaan ranta-asukkaat pääsääntöisesti toivovat Puulan olevan nykyistä ylempänä. - Vahvajärvellä suuret virtaamat (yli 45 m 3 /s) ja korkeat vedenkorkeudet ovat asukkaiden näkökulmasta haitallisia. Myös alhaiset vedenkorkeudet on koettu haitallisiksi Vahvajärvellä ja muissa voimalaitoksen alapuolisissa järvissä (Pieni ja Iso Metsälammet, Iso-Sämpiä, Sämpiä, Tuusjärvi). Haitat alkavat lisääntyä, kun juoksutus on alle 15 m 3 /s. - Puulan alapuolisen vesistön Natura-koskissa tulisi välttää hyvin pieniä juoksutuksia. Biologien arvion mukaan 8-9 m 3 /s olisi vielä turvallinen juoksutus, mutta sitä pienemmät juoksutukset voivat alkaa aiheuttaa haittaa. 2. Simuloinnit ja muut vesitaselaskelmat 2.1. Vaikutusmahdollisuudet Puulaa säännöstelemällä Puulan, Liekuneen ja Ryökäsveden muodostaman altaan kokonaispinta-ala on noin 380 km 2, mikä määrittää reunaehdot vedenkorkeusmuutosten ja virtaamien välisille riippuvuuksille. Pinta-alan perusteella voidaan laskea, että 10 cm muutos järven vedenkorkeudessa vastaa noin 440 vuorokausiyksikön virtaamaa (1 vrky = 86400 m 3, eli se vesimäärä, joka vastaa 1 m 3 /s virtaamaa vuorokauden ajan). Toisin sanoen, jos tulovirtaama on 44 päivän eli runsaan 6 viikon ajan 10 m 3 /s suurempi kuin lähtövirtaama, nousee järven pinta tuona aikana 10 cm. Tämä merkitsee myös sitä, että jos tulviin varaudutaan alentamalla järven pintaa 10 cm, niin näin luotu varastotila mahdollistaa runsasvetisellä jaksolla 44 päivän ajan 10 m 3 /s pienemmän juoksutuksen kuin ilman tätä varautumista, tai vaihtoehtoisesti 22 päivän ajan 20 m 3 /s pienemmän juoksutuksen. Toisaalta järven jättäminen hieman ylemmäksi kuivuustilanteiden varalta antaisi teoriassa vastaavat mahdollisuudet kasvattaa juoksutusta, mutta tämän mahdollisuuden hyödyntämistä rajoittaa se, että kuivuustilanteet syntyvät usein pitkän ajan kuluessa, tulovirtaaman ollessa runsaan haihdunnan takia negatiivinen.

Nämä vesimäärät ovat merkittäviä, kun otetaan huomioon, että Puulan tulovirtaama on runsasvetisissäkin tilanteissa tyypillisesti selvästi alle 100 m 3 /s. Puulan järviallas on valuma-alueen kokoon suhteutettuna suuri, altaan pinta-alan ollessa noin 11% valuma-alueen pinta-alasta, mikä parantaa mahdollisuuksia vaikuttaa järven säännöstelyllä alapuolisen vesistön virtaamiin ja vedenkorkeuksiin. Esimerkiksi Päijänteellä vastaava luku on noin 4%. Säännöstelylupa asettaa lisäksi omat reunaehtonsa erilaisissa tilanteissa käytettäville juoksutuksille. 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. Yläraja ei ole kuitenkaan ehdoton, vaan sidottu seuraaviin juoksutukseen liittyviin sääntöihin: - Vedenkorkeuden ollessa ylärajan yläpuolella, mutta tason 94,70 m alapuolella, juoksutetaan vähintään 34 m3/s. - Tämän jälkeen pinnan noustessa myös minimijuoksutus kasvaa, viikkokeskiarvoina: o 94,70-94,75 m, vähintään 36 m3/s o 94,75-94,80 m, vähintään 37 m3/s o 94,80-94,85 m, vähintään 39 m3/s o 94,85-94,90 m, vähintään 41 m3/s o 94,90-94,95 m, vähintään 42 m3/s o 94,95-95,00 m, vähintään 48 m3/s o 95,00-95,05 m, vähintään 54 m3/s o 95,05-95,10 m, vähintään 58 m3/s o 95,10-95,15 m, vähintään 62 m3/s o 95,15-95,20 m, vähintään 65 m3/s o 95,20-95,25 m, vähintään 69 m3/s o yli 95,25 m, vähintään 72 m3/s Vesitaselaskelmissa käytettyyn vesistömallin säännöstelyohjeeseen (kuva 1) on poimittu tästä säännöstä taitepisteet, joillakin lievillä pyöristyksillä ja olettaen, että kyseisen haarukan alarajalla juoksutetaan täsmälleen minimiä, sen jälkeen pinnan noustessa myös juoksutus kasvaa. Simuloinnit on siis tehty olettaen, että vedenkorkeuden ollessa korkealla ei juoksuteta juurikaan minimijuoksutusta enempää. Juoksutussäännön mukaan myös tason 95,00 m alapuolella maksimijuoksutus on 54 m3/s.

Kuva 1. Nykyisen kaltaisen säännöstelyn simuloinnissa käytetty säännöstelyohje 2.2. Nykysäännöstelyn simulointi Puulaa ja sen alapuolista vesistöä simuloitiin projektin aikana SYKEn Vesistömallijärjestelmällä (WSFS- Vemala) käyttäen erilaisia juoksutusohjeita ja tarkastellen sekä vuosien 1971-2000 havaitun sään mukaista tilannetta että ilmastonmuutoksen myötä muuttunutta tilannetta. Tarkemmin sanottuna ilmastonmuutossimulointeja ajettiin jaksoille 2010-39 ja 2040-69 siten, että referenssijakson 1971-2000 säätä oli muutettu ilmastomallien tulosten mukaisesti vastaamaan muuttunutta tilannetta. Tuloksena saatiin yhteensä 90 erilaista vuotta: näistä 30 referenssijaksolla, 30 jaksolla 2010-39 ja 30 jaksolla 2040-69. Eri ilmastomalleilla ja kasvihuonekaasujen päästöjen kehittymistä kuvaavilla päästöskenaarioilla saadaan erilaisia ennusteita ilmaston muuttumiselle. Riippuen siitä, millaisia ilmastomalleja ja millaisia päästöskenaarioita on käytetty, saadaan erilaisia ennusteita ilmaston muuttumiselle, eli erilaisia ilmastoskenaarioita. Ilmastoskenaarioista kerrotaan tarkemmin esimerkiksi WaterAdapt-projektin loppuraportissa (Veijalainen et.al. 2012) ja EU:n ENSEMBLES-projektin julkaisussa (Linden & Mitchell 2009), josta ilmastonmuutokseen liittyvät datat ovat peräisin. Tehdyissä simuloinneissa pääasiallisesti käytetty ilmastoskenaario perustuu melko keskimääräisellä A1B-päästöskenaariolla laskettuihin 19 eri globaalin ilmastomallin tulosten keskiarvoihin. Tämän keskiskenaarion lisäksi tehtiin vertailun vuoksi ja ilmastonmuutokseen liittyvien epävarmuuksien havainnollistamiseksi simulointi myös SMHI:n alueellisen mallin RCA3 tuottamalla runsasvetisemmällä skenaariolla, jota myöhemmin kutsutaan märäksi skenaarioksi (WaterAdapt-raportissa skenaariosta on käytetty lyhennettä RCA3 Had A1B). Kaikissa tämän raportin kuvissa ja muissa tuloksissa käytetään keskiskenaariota silloin, kun ei toisin mainita. Kuten jo aiemmin tehdyissä ilmastonmuutoslaskelmissa (esim. WaterAdapt) on todettu, niin ilmastonmuutoksen myötä leudommiksi muuttuvat talvet ja todennäköisesti lisääntyvät sademäärät kasvattavat talven tulovirtaamia Suomen etelä- ja keskiosissa. Kun lämpötila pysyy yhä suuremman osan talvesta nollan yläpuolella, ei lunta kerry läheskään niin paljon kuin aiemmin (kuva 2), jolloin kevään ja alkukesän tulovirtaamat pienenevät. Kevättulvat aikaistuvat ja monina vuosina voidaan puhua jopa kevättulvan katoamisesta, kun talven ja kevään tulovirtaamilla ei enää ole merkittävää eroa. Kuva 2. Lumen vesiarvon kehittyminen Mäntyharjun reitillä tehtyjen simulointien mukaan. Vuoden kunkin päivämäärän maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät), jaksolla 2010-39 (vihreät käyrät) ja jaksolla 2040-69 (punaiset käyrät).

Nykyisessä säännöstelykäytännössä on huomioitu kevään runsaat tulovirtaamat siten, että järvi on kevääksi laskettava alhaiselle tasolle (ns. kevätkuoppa), mutta talven suurien tulovirtaamien varalle ei vastaavaa käytäntöä ole. Simuloinneissa selvitettiin mahdollisuuksia alentaa Puulan ylimpiä vedenkorkeuksia ja rajoittaa suurimpia juoksutuksia runsasvetisimpinä talvina jättämällä järven pinta syksyllä ja alkutalvesta nykyistä alemmaksi siten, että juoksutusta aletaan vedenpinnan noustessa kasvattaa aiemmin. Nykyisen kaltaista säännöstelyä kuvaavassa simuloinnissa käytettiin siis kuvan 1 mukaista säännöstelyohjetta. Vedenkorkeuden NN+95,25 m yläpuolella virtaama alettiin nopeasti kasvattaa lukemasta 72 m 3 /s niin, että hätäylivedenkorkeudella 95,30 m käytössä olisi maksimijuoksutuskapasiteetti 184 m 3 /s. Käytännössä läheskään näin suuria juoksutuksia ei ollut tarvetta käyttää hätäylivedenkorkeuden alapuolella pysymiseksi. Puulan suurin havaittu juoksutus on 74 m 3 /s.. Kuva 3 esittää runsaan tulovirtaaman jaksojen esiintyvyyttä eri kuukausina ja sitä, miten tilanne muuttuu ilmastonmuutoksen edetessä käytetyn keskimääräisen ilmastonmuutosskenaarion mukaan. Mittarina käytettiin tulovirtaaman pysymistä yhtäjaksoisesti vähintään 50 m 3 /s suuruisena ainakin 15 päivän ajan. Kuvasta nähdään, että jo jaksolla 2010-39 suurten virtaamien painopiste siirtyy varhaisempaan kevääseen ja suuret talvivirtaamat yleistyvät, ja jaksolla 2040-69 tämä muutos on yhä selvempi. 20 18 16 14 12 10 8 1971-2000 2010-39 2040-69 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Kuva 3. Niiden jaksojen lukumäärät eri kuukausina, jolloin Puulan simuloitu tulovirtaama on tarkastelujaksolla ollut vähintään 15 päivän ajan joka päivä yli 50 m 3 /s. Siniset pylväät esittävät referenssijaksoa, vihreät jaksoa 2010-39 ja punaiset jaksoa 2040-69. Talvisin yleisimpänä ongelmana Puulan alueella näyttäisi ilmaston muuttuessa olevan siis lähinnä aiempaa suuremmat vesimäärät, mutta kesäisin tilanne on simulointien mukaan yleensä päinvastainen: kesän piteneminen sekä alku- että loppupäästä lisää vuotuisen järvihaihdunnan määrää, jolloin vedenpinta alenee kesän aikana aiempaa enemmän. Samaan suuntaan vaikuttaa myös edellä todettu kevättulvan aikaistuminen ja katoaminen, jolloin järven pinta on usein jo kesän alussa alempana kuin mihin on totuttu. Kuva 4 kuvaa päivittäisten keski-, maksimi- ja minimivedenkorkeuksien kehittymistä ilmaston muuttuessa, kun noudatetaan nykyisen kaltaista säännöstelykäytäntöä. Vedenkorkeuksille käytetään tässä raportissa NN-korkeusjärjestelmää ja Liekuneen asteikkoa. Kuvissa 5 ja 6 esitetään vastaavat lähtö- ja tulovirtaamat.

Kuva 4. Puulan vedenkorkeuksien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät) sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 (vihreät käyrät) ja 2040-69 (punaiset käyrät). Kaikilla jaksoilla käytössä nykyisen kaltainen säännöstely. Kuva 5. Puulan lähtövirtaamien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. Kaikilla jaksoilla käytössä nykyisen kaltainen säännöstely.

Kuva 6. Puulan tulovirtaamien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. Edellä esitetty tulokset perustuvat siis 19 eri ilmastomallin keskiarvoihin. Toisaalta on olemassa yksittäisiä ilmastoskenaarioita, joiden mukaan Puulan pinnankorkeudet nousevat nykytilaan verrattuna hieman myös kesällä. Kuvat 7-9 esittävät vedenkorkeuksien sekä tulo- ja lähtövirtaamien kehittymistä aiemmin mainitulla märällä ilmastoskenaariolla nykysäännöstelyn mukaisessa tilanteessa. Kuten nähdään vertaamalla keskiskenaarion mukaisiin kuviin 4-6, kasvavat talvikauden virtaamat ja vedenkorkeudet märässä skenaariossa vielä enemmän kuin keskiskenaariossa, ja lisäksi myös kesäaikaiset vedenkorkeudet, myös minimikorkeudet, nousevat.

Kuva 7. Märkä ilmastoskenaario. Puulan vedenkorkeuksien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät) sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 (vihreät käyrät) ja 2040-69 (punaiset käyrät). Kaikilla jaksoilla käytössä nykyisen kaltainen säännöstely. Kuva 8. Märkä ilmastoskenaario. Puulan lähtövirtaamien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. Kaikilla jaksoilla käytössä nykyisen kaltainen säännöstely.

Kuva 9. Märkä ilmastoskenaario. Puulan tulovirtaamien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. 2.3. Muutetun säännöstelyn simulointi Projektin aikana simuloituihin säännöstelykäytäntöihin tehtiin monenlaisia muutoksia ja näiden muutosten vaikutuksia tarkasteltiin yhdessä Etelä-Savon ELY-keskuksen kanssa pidetyissä palavereissa, joista osassa oli paikalla myös Kissakosken voimalaitosta hoitavan Suur-Savon Sähkön edustaja. Alustavien tarkastelujen perusteella katsottiin järkeväksi tutkia tarkemmin sellaista säännöstelykäytäntöä, jossa varaudutaan yleistyviin talvitulviin sekä aikaistuviin kevättulviin alentamalla syksyn ja alkutalven vedenkorkeuksia, sekä toisaalta pyritään rajoittamaan juoksutuksia kesällä, jotta järven pinta ei alenisi haitallisen alas. Purjehduskauden alarajana pidetty taso on NN+94,40 m, jonka alittumista pitäisi välttää. Kuitenkin pyritään pitämään virtaama mahdollisuuksien mukaan vähintään 10 m 3 /s ja enintään 40 m 3 /s suuruisena, ja noudatetaan nykyisen säännöstelyluvan asettamia reunaehtoja. Vedenkorkeuden uhatessa laskea hyvin alas juoksutusta alennettiin edelleen, mutta ei käytetty alle 8 m 3 /s juoksutuksia, sillä tämän rajan alittuminen katsotaan erittäin haitalliseksi Puulan alapuolisten Natura-koskien kannalta. Kuva 10 esittää tässä simuloinnissa käytettyä säännöstelyohjetta.

Kuva 10. Muutetun säännöstelyn simuloinnissa käytetty säännöstelyohje. Muutettua säännöstelyä ei simuloitu referenssijaksolla, vaan ainoastaan jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. Muutettu säännöstelykäytäntö alensi Puulan keskivedenkorkeutta nykyisen kaltaiseen säännöstelykäytäntöön verrattuna 4-5 cm. Kuva 11 esittää keski-, maksimi- ja minimivedenkorkeuksia eri vuodenaikoina (vrt. kuva 4, jossa on käytössä nykysäännöstely) ja kuva 12 vastaavia lähtövirtaamia. Kuvassa 13 esitetään sekä nykyisen kaltaisen että muutetun säännöstelyn minimi-, maksimi- ja keskivedenkorkeudet jaksolla 2010-39. Oleellisimmat erot ovat siinä, miten toimitaan vedenpinnan ollessa melko korkealla.

Kuva 11. Puulan vedenkorkeuksien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. Käytössä muutettu säännöstely, paitsi referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät), jolla käytetään edelleen nykysäännöstelyä, kuten seuraavissakin kuvissa. Kuva 12. Puulan lähtövirtaamien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät) sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 (vihreät käyrät) ja 2040-69 (punaiset käyrät). Puulalla muutettu säännöstely, paitsi referenssijaksolla.

Osoittautui, että alentamalla syksyn ja alkutalven vedenkorkeuksia ja näin varautumalla yleistyviin talvitulviin ja aikaistuviin kevättulviin, voidaan haitalliseksi katsottavien pinnankorkeuksien esiintyvyyttä merkittävästi vähentää. Nykyisen käytännön mukaisessa säännöstelyssä raja NN+95,00 m ylittyi jaksolla 2010-39 poikkeuksellisen runsasvetisen talven 1974-75 lähtötietoihin perustuvan jakson lisäksi vain kerran eli yhteensä 3 eri vuonna (vuosien 1974, 1975 ja 1988 lähtötietoihin perustuvat vuodet). Jaksolla 2040-69 tämä tapahtui yhteensä 7 eri vuotena, ja vuosien 1974-75 lähtötietoihin perustuvan talvitulvan lisäksi aina maalis-huhtikuussa. Kun säännöstelykäytäntöä muutettiin, olivat vastaavat lukumäärät 2 ja 3: jaksolla 2010-39 raja ylittyi vain vuosien 1974-75 lähtötietoihin perustuvana talvena ja jaksolla 2040-69 lisäksi vuoden 1988 lähtötietoihin perustuvan vuoden toukokuussa. Sen sijaan toista ilmastonmuutoksen edetessä yleistyvää ongelmaa, kesän alhaisia vedenkorkeuksia, ei säännöstelymuutoksilla voida nykyisen säännöstelyluvan puitteissa juurikaan korjata. Vähäsateisina kesinä päädytään joka tapauksessa tilanteeseen, jossa lähtövirtaama joudutaan alentamaan aivan minimitasolle (8-10 m 3 /s) ja vedenpinta siitä huolimatta laskee hyvin alas: jopa keskivedenkorkeus loppukesästä näyttäisi simuloinnin perusteella olevan lähellä purjehduskauden alarajana pidettyä tasoa 94,40 m. Myöhemmin kohdassa 2.5 tarkastellaan myös kuivien kesien pinnankorkeuksien nostamiseen tähtäävää säännöstelyvaihtoehtoa, joka poikkeaa nykyisestä säännöstelyluvasta. Kuva 13. Puulan vedenkorkeuksien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit jaksolla 2010-39 nykyisen kaltaisessa säännöstelyssä (siniset käyrät) ja muutetussa säännöstelyssä (vihreät käyrät). Oleellisin ero on siinä, että muutetussa säännöstelyssä pyritään varautumaan runsaisiin talvitulovirtaamiin pitämällä järven pinta syksyllä ja talvella alempana. Vahvajärven ylimmät pinnankorkeudet nousevat ilmaston muuttuessa simulointitulosten mukaan 20-35 cm. Päivittäisten maksimien, keskiarvojen ja minimien osalta tulokset olivat hyvin samantyyppisiä sekä Puulan nykyisen kaltaisessa että muutetussa säännöstelyssä (muutettu säännöstely kuvassa 14). Vahvajärven vedenkorkeus on hyvin vahvasti sidoksissa Kissakosken juoksutukseen.

Kuva 14. Vahvajärven vedenkorkeuksien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät) sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 (vihreät käyrät) ja 2040-69 (punaiset käyrät). Puulalla muutettu säännöstely, paitsi referenssijaksolla. Tarkasteltiin pintapuolisesti myös Vuohijärvessä tapahtuvia muutoksia ilmaston muuttuessa (kuva 15). Muutokset ovat samansuuntaisia kuin Vahvajärvessä. Puulan eri säännöstelykäytäntöjen vaikutukset Vuohijärven pinnankorkeuksiin ovat melko vähäisiä (kuva 16). Kaikkein ylimmät vedenkorkeudet alenivat sen seurauksena, että suurimpia juoksutuksia Kissakoskesta oli saatu pienennettyä. On syytä huomata, että talven maksimivedenkorkeudet (ja virtaamat) kuvissa ovat peräisin käytännössä yhdeltä hyvin poikkeukselliselta talvelta 1974-75, jonka säätä muutettiin ilmastonmuutosskenaarioiden mukaisesti. Jos tämä talvi jätetään pois, jäävät Vuohijärven vedenkorkeudet sekä referenssijaksolla että ilmastonmuutostilanteessa rajan NN+77,10 m alapuolelle.

Kuva 15. Vuohijärven vedenkorkeuksien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. Puulalla muutettu säännöstely (lukuun ottamatta referenssijaksoa 1971-2000). Kuva 16. Vuohijärven vedenkorkeuksien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit jaksolla 2010-39 nykyisen kaltaisessa säännöstelyssä (siniset käyrät) ja muutetussa säännöstelyssä (vihreät käyrät).

2.4. Yksittäisten tilanteiden tarkastelua Esimerkkeinä käymme läpi kaksi yksittäistä vuotta, joista ensimmäisessä kevättulovirtaamat ovat erittäin suuria ja toisessa suuret tulovirtaamat ajoittuvat talveen, ja sen lisäksi vedenpinta nousee myös keväällä korkealle. Vuonna 1988 vedenkorkeus nousi kesäkuun alulla hyvin korkealle, tasolle NN+94,95 m, huolimatta siitä, että tuona vuonna tehtiin säännöstelyluvan edellyttämä kevätkuoppa (tosin kuukauden verran luvassa määriteltyä aiemmin, mikä on Puulalla tavallista, sillä yleensä tulovirtaamat alkavat kasvaa voimakkaasti jo huhtikuussa). Kun tuon vuoden säätä muutettiin ilmastonmuutosskenaarion mukaisesti vastaamaan lähitulevaisuutta eli jaksoa 2010-39, pysyi tulovirtaama talvella niin suurena, että luvan edellyttämällä juoksutuksella kevätkuoppaa ei syntynyt käytännössä lainkaan, ja vedenkorkeus nousi tason 95,00 m yläpuolelle. Sen sijaan varautumalla suuriin talvitulovirtaamiin niin, että vuodenvaihteen vedenkorkeus on selvästi nykyistä käytäntöä alhaisempi, noin 94,55 m, ja pyrkimällä pitämään se tällä tasolla, jos se vain on mahdollista ohijuoksutusrajaa 40 m 3 /s pienemmällä juoksutuksella, saatiin kevään huippua alennettua nykysäännöstelyn mukaiseen tilanteeseen verrattuna yli 10 cm, ja suurimmat juoksutukset, kuten myös ohijuoksutusten kokonaismäärä, jäivät selvästi pienemmäksi kuin nykysäännöstelyä vastaavassa simuloinnissa (kuva 17). 95,1 60 95 50 94,9 94,8 94,7 94,6 40 30 20 nykyw muutettuw nykyq muutettuq 94,5 10 94,4 0 Kuva 17. Talvi ja kesä simuloituna vuoden 1988 lähtötiedoilla, joita on muutettu vastaamaan jakson 2010-39 tilannetta. Simuloinnit tehtiin käyttäen sekä nykyistä käytäntöä vastaavaa että muutettua (talvella pintaa alempana pitävää) säännöstelyä. Talvi 1981-82 oli runsasvetinen: lähes koko talven ajan Kissakosken juoksutus oli 40-42 m 3 /s ja Puulan pinta kävi vuodenvaihteessa tasolla 94,87 m. Kun tämän talven säätä muutettiin ilmastonmuutosennusteiden mukaisesti vastaamaan jakson 2010-39 tilannetta, nousi vedenkorkeus nykyisen kaltaiseen säännöstelyyn perustuvassa simuloinnissa vielä enemmän, tasolle 94,93 m, vaikka käytettiin hieman suurempia juoksutuksia kuin toteutuneessa tilanteessa. Muuttuneen ilmaston tilanteessa järven pinta myös pysyi korkealla koko lopputalven ja kevät oli samantyyppinen kuin vuonna 1988, joskin ylin kevätvedenkorkeus jäi selvästi alemmaksi. Kun säännöstelyä muutettiin talvitulviin varautuvaksi, pitäen vedenpintaa syksyllä ja alkutalvesta selvästi alempana, alenivat ylimmät pinnankorkeudet sekä vuodenvaihteessa että keväällä yli 10 cm ja suurimmat juoksutukset jäivät pienemmiksi. Myös ohijuoksutusten kokonaismäärä pieneni. Kuva 18 havainnollistaa asiaa.

95 60 94,9 50 94,8 40 94,7 94,6 30 20 nykyw muutettuw nykyq muutettuq 94,5 10 94,4 0 Kuva 18. Talvi, kevät ja alkukesä simuloituna vuosien 1981-82 lähtötiedoilla muutettuna jakson 2010-39 tilanteen mukaiseksi, käyttäen sekä nykyistä käytäntöä vastaavaa että muutettua (talvella pintaa alempana pitävää) säännöstelyä. 2.5. Kevätalennuksesta luopuminen Edellä esitetty säännöstelyvaihtoehto, jossa vallitsevaa säännöstelykäytäntöä hieman muutetaan, on siis edelleen nykyisen säännöstelyluvan mukainen, sillä tämän projektin päätarkoitus oli tutkia, miten nykyisen luvan puitteissa voidaan säännöstelykäytäntöjä tarkistamalla varautua runsasvetisiin ja toisaalta kuiviin tilanteisiin. Tämän lisäksi kuitenkin tarkasteltiin pintapuolisesti sitä, miten tilanne muuttuisi, jos säännöstelyluvan vaatimuksesta tehdä Puulaan kevätalennus luovuttaisiin kokonaan kevättalven lumen vesiarvon ollessa hyvin pieni. Voisiko tällä tavalla oleellisesti vähentää hyvin matalien vedenkorkeuksien esiintyvyyttä kesällä, erityisesti loppukesästä? Kuten edellä on todettu, ennakoidaan haitallisen alhaisten kesävedenkorkeuksien yleistyvän ilmaston muuttuessa. Kun simuloitiin 30 vuoden referenssijakso 1971-2000 nykyisen kaltaisella säännöstelykäytännöllä, alittui purjehduskauden alarajana pidetty taso NN+94,40 m toukokuun alun ja lokakuun lopun välisenä aikana kuutena eri vuonna. Jaksolla 2010-39 tällaisia vuosia oli 12 ja jaksolla 2040-69 purjehduskauden alaraja alittui keskimäärin noin joka toinen vuosi: 16 vuotena 30:stä. Edellä esitetty muutettu säännöstely ei tuonut tähän merkittävää muutosta. Simuloinnissa, jossa kevätalennusta lievennettiin tai siitä luovuttiin kokonaan, sidottiin kevätkuoppa lumen vesiarvoon ja lisäksi lumettomana tai erittäin vähälumisena keväänä vedenpintaa pyrittiin alentamisen sijaan nostamaan jo hyvin varhain keväällä, tavoitteena se, että kesän alussa vedenpinta olisi aina verrattain korkealla. Jos lumen vesiarvo koko valuma-alueella oli vähintään 100 mm (viime vuosikymmenten keskimääräinen vesiarvo maaliskuussa), niin toimittiin kohdassa 2.3. esitellyn säännöstelykäytännön mukaan, ja jos lunta ei ollut lainkaan, pyrittiin saamaan vedenpinta noin 25 cm ylemmäksi. Siis jos esimerkiksi huhtikuun lopun tavoitetaso keskimääräisessä tilanteessa olisi säännöstelyluvan mukainen 94,40 m, niin jos lunta ei tuossa vaiheessa ole lainkaan, olisi tavoitteena taso 94,65 m. Lumen vesiarvojen 0 ja 100 mm välissä tavoitetason määrittämiseksi käytettiin lineaarista interpolointia. Juoksutus pyrittiin pitämään mieluiten vähintään 10 kuutiometrissä sekuntia kohti, ja ehdoton minimi oli 8 m 3 /s, kuten myös muissa simuloinneissa. Osoittautui, että tällä tavoin toimimalla jaksolla 2010-39 purjehduskauden alarajan alittumisia oli enää viitenä eri vuonna (vrt. edellä tulos 12) ja jaksolla 2040-69 kymmenenä vuonna (vrt. edellä 16).

Kuvat 19 ja 20 esittävät tässä simuloinnissa käytettyjä juoksutuksia ja tuloksena saatuja vedenkorkeuksia. Keskimääräisessä juoksutuksessa näkyy voimakas pienentyminen helmikuun alussa, jolloin lumen vesiarvosta riippuva juoksutuskäytäntö määriteltiin tässä simuloinnissa alkamaan. Käytännössä muutokset ovat hitaampia, mutta simulointitulosten kannalta tämä ei ole ratkaisevaa: suunnilleen samat päivittäiset vedenkorkeudet saavutetaan huomattavasti hitaammilla muutoksilla, jos vain lähtövirtaaman pitemmän jakson keskiarvo pysyy samana. Kun kuvaa 20 verrataan kuvaan 11, nähdään loppukesän minimivedenkorkeuksien jäävän nyt selvästi ylemmäksi kuin säännöstelykäytännössä, jossa kevätalennus tehdään nykyisen luvan edellyttämällä tavalla. Tällainen lumen vesiarvoon sidottu kevätkuopasta luopuminen ei näyttäisi nostavan merkittäväksi riskiä sille, että kesäaikaan (kesäkuun alun jälkeen) vedenpinta nousee hyvin korkealle. Kun rajaksi asetettiin taso NN+94,90 m, ei tämä ylittynyt kesäkuun puolivälin ja lokakuun lopun välisenä aikana ilmastonmuutostilanteessa (ei jaksolla 2010-39 eikä jaksolla 2040-69) kummallakaan muutetulla säännöstelytavalla, joita tarkasteltiin (muutettu mutta nykyisen luvan mukainen ja se, jossa kevätkuopasta luovuttiin kokonaan tai osittain). Riski sille, että vedenpinta nousee aiemmin keväällä tason 94,90 m yläpuolelle, näyttäisi kasvavan aavistuksen verran simuloinnissa, jossa kevätalennuksesta ehdollisesti luovutaan, mikä on luonnollista, sillä tässä simuloinnissa nimenomaan pyrittiin saamaan pinta korkealle alkukesään mennessä. Säännöstelyluvan muuttaminen siten, että kevätalennuksesta tietyissä olosuhteissa luovuttaisiin tai sitä lievennettäisiin, edellyttäisi kuitenkin vaikutusten kattavampaa analysointia ja sen tarkempaa pohtimista, kuinka ja millä ehdoilla kevätalennuksesta luovuttaisiin. Luvussa 3 esiteltävissä vaikutustarkasteluissa on mukana vain vaihtoehtoisia säännöstelytapoja nykyisen luvan puitteissa, eikä tämän simuloinnin tuloksia ole sisällytetty niihin. Kuva 19. Puulan lähtövirtaamien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät) sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 (vihreät käyrät) ja 2040-69 (punaiset käyrät). Tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla käytössä säännöstely, jossa kevätalennuksesta luovutaan kokonaan tai osittain. Referenssijaksolla edelleen käytössä nykyisen kaltainen säännöstely.

Kuva 20. Puulan vedenkorkeuksien päivittäiset maksimit, keskiarvot ja minimit referenssijaksolla 1971-2000 (siniset käyrät) sekä lähitulevaisuutta ja kaukaisempaa tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla 2010-39 (vihreät käyrät) ja 2040-69 (punaiset käyrät). Tulevaisuutta kuvaavilla jaksoilla käytössä säännöstely, jossa kevätalennuksesta luovutaan kokonaan tai osittain. Referenssijaksolla edelleen käytössä nykyisen kaltainen säännöstely. (Vrt. kuva 11, jossa luvan mukainen kevätalennus on mukana ja ilmastonmuutosjakson minimivedenkorkeudet laskevat loppukesästä selvästi alemmaksi.) 3. Vaikutusten arviointi Mallinnettujen ilmastonmuutosskenaarioiden ja toisaalta nykyisen luvan mukaisten nykysäännöstelyn (s0) ja muutetun säännöstelyn (s1) vaikutuksia vesiluontoon, virkistyskäyttöön ja taloudellisiin tekijöihin arvioitiin Puulalla ja Vahvajärvellä järvellä erilaisten vedenkorkeus- ja virtaamavaihteluista laskettujen mittareiden avulla. Mittareiden taustalla on pitkäaikainen kehitystyö Suomen ympäristökeskuksessa ja niitä on käytetty useissa eri säännöstelyn kehittämisselvityksissä (esim. Marttunen ym. 2004). On huomattava, että mittareilla arvioidaan ainoastaan vedenkorkeus- ja virtaamavaihtelun vaikutusten suuntaa ja suuruusluokkaa. Myös jääpeitteisen ajan muuttuminen on otettu lasketuissa luontomittareissa huomioon, mutta ilmaston muuttuessa muillakin tekijöillä ja niiden yhteisvaikutuksella vedenkorkeus- ja virtaamavaihtelun kanssa voi olla suuri vaikutus. Mittareille lasketut arvot ovat erimitallisia eikä tuloksissa ole tarkasteltu niiden keskenään erilaisia painoarvoja. Vaikutusten arviointia ei tehty luvussa 2.5 esitetylle säännöstelyvaihtoehdolle, jossa kevätalennuksesta luovuttaisiin kokonaan tai osittain ja joka edellyttäisi säännöstelyluvan muuttamista. Tarkasteltaville järville valittiin joukko mittareita, joita muokattiin järvien ominaispiirteiden ja käytön perusteella. Käytetyt mittarit ja niiden selitykset on esitetty taulukossa 1. Kummallekin järvelle laskettiin samat mittarit muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta. Mittareista laskettiin kunkin tarkastelujakson päivittäisten vedenkorkeuksien ja virtaamien perusteella vuosikohtaiset arvot, ja niistä on esitetty 30 vuoden keskiarvot. Vesivoiman tuotannossa on käytetty koko jakson prosentuaalista muutosta vertailujaksoon 1971-2000 nähden. Ilmastonmuutoksen vaikutuksia arvioitiin vertaamalla skenaariojaksoja 2010-39 ja 2040-69 nykyisellä säännöstelytavalla simuloituun vertailujaksoon 1971-2000. Muutetun säännöstelytavan vaikutuksia arvioitiin vertaamalla sitä nykyiseen säännöstelytapaan tulevaisuuden jaksoilla. Tarkastelun tuloksia esittelevissä kuvissa on esitetty mittareiden arvot vertailujaksolla 1971-2000 nykysäännöstelyllä sekä keskiarvoskenaariossa jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 sekä nykysäännöstelyllä

Puula Vahvajärvi että muutetulla säännöstelytavalla. Lisäksi on esitetty tuloksia märässä skenaariossa jaksolla 2040-69, jolloin on käytetty ainoastaan nykyistä säännöstelytapaa. Ääriskenaarion vaikutusta käsitellään erillisessä luvussa 3.4. Taulukko 1. Mittaritarkastelussa käytetyt mittarit ja niiden laskentatapa. Kahteen viimeiseen sarakkeeseen on merkitty, onko mittaria käytetty molemmilla järvillä vai ainoastaan toisella. Muuttuja Mittari Selitys Yksikkö VAIKUTUKSET VESILUONTOON Kasvillisuus Kevättulvan suuruus Kevättulvan aikaisen ylimmän vedenkorkeuden ja avovesikauden mediaanivedenkorkeuden erotus Rantavyöhykkeen eliöstö ja syyskutuiset kalat Saraikon laskennallinen laajuus Vedenkorkeuden alenema talvella Kasvukauden vedenkorkeuden 10 % pysyvyystason ja 75 % pysyvyystason erotus Jäätymispäivän vedenkorkeuden ja jääpeitteisen ajan alimman vedenkorkeuden välinen erotus m m m Kevätkutuiset kalat Veden minimisyvyys saraikossa hauen kutuaikana Laskennallisen saraikkovyöhykkeen alarajan ja minimivedenkorkeuden erotus ajanjaksolla jäiden lähdöstä 4 viikkoa eteenpäin m Linnut Vedenkorkeuden lasku hauen kutuaikana Vedenkorkeuden nousu lintujen pesintäaikana Natura-kosket Virtaaman pysyvyys alapuolisille Naturakoskille sopivana VAIKUTUKSET VIRKISTYSKÄYTTÖÖN Rantojen virkistyskäyttö Purjehdus Vedenkorkeuden pysyvyys virkistyskäytön kannalta hyvällä tasolla Virkistyskäytölle aiheutuva euromääräinen haitta Vedenkorkeuden pysyvyys purjehdukselle hyvällä tasolla Kevättulvahuipun ja jäänlähtöpäivästä neljän seuraavan viikon alimman vedenkorkeuden erotus Pesintäajan (alkaa 2 vk jäänlähtöpäivästä, päättyy 6 vk jäänlähtöpäivästä) korkeimman vedenkorkeuden ja 2 vk jäänlähtöpäivän jälkeisen vedenkorkeuden erotus Päivien osuus koko vuonna, jolloin menovirtaama vähintään 8 m 3 /s Päivien osuus virkistyskäyttökaudella 7.5.- 30.9., jolloin vedenkorkeus on virkistyskäytölle hyvällä tasolla Puula: NN + 94,50 94,75 m Vahvajärvi: NN + 88,44 88,89 m VIRKI-mallin tulosten perusteella laskettu keskimääräinen euromääräinen haitta Päivien osuus jaksolla 1.5.-31.10., jolloin Puulan vedenkorkeus vähintään tasolla NN+ 94,4 m TALOUDELLISET VAIKUTUKSET Tulvariski järvillä Tulvarajan ylitys Vuoden suurin tulvarajan ylitys: Puulavesi: W > NN + 94,75 m Vahvajärvi: W > NN +89,00 m Tulvavahinko Tulvavahinkotaulukon mukainen vuosittainen euromääräinen tulvavahinko vuoden korkeimman vedenkorkeuden mukaan Tulvan kesto Päivien lukumäärä, jolloin vedenkorkeus yli tulvarajan Vesivoima Vesivoiman tuotanto Päivittäisten virtaamien ja vedenkorkeuksien perusteella laskettu energiantuotanto. m m % % /vuosi % m m /vuosi päivien lkm MWh /vuosi

3.1. Vesiluonto Vesivoiman tuotannon arvo Energiantuotannon euromääräinen arvo ottaen huomioon sähkön hinnan kuukausittainen vaihtelu /vuosi Vaikutuksia vesiluontoon arvioitiin laskemalla kuusi vedenkorkeuden vaihteluun ja jääpeitteiseen aikaan perustuvaa mittaria. Luontomittarit on ryhmitelty neljään muuttujaan, vaikka osa niistä liittyy ainakin välillisesti useaan muuttujaan. Luontomittareiden lasketut arvot on esitetty kuvissa 21-26. Kasvillisuus Kevättulvan suuruus vaikuttaa ylimmän rantavyöhykkeen kasvillisuuteen, joka muodostaa ekologisesti tärkeän alueen rantavyöhykkeellä. Tulva-aikana saraikko toimii sekä syyskutuisten kalojen poikasten suoja- ja ruokailualueena että kevätkutuisten kalojen kutualueena. Riittävän suuren kevättulvan ansiosta edellisvuotinen kuollut kasviaines siirtyy kuivalle maalle hapekkaisiin olosuhteisiin hajoamaan eikä jää rantaveteen maatumaan ja kuluttamaan happea (Marttunen ym. 2004). Saraikon laskennallinen laajuus perustuu vedenkorkeuden pysyvyysarvoihin. Saraikko on erityisen tärkeä kevätkutuisten kalojen kutupaikkana. Tulevaisuusjaksoilla kasvillisuusmittarit paranivat kummallakin järvellä, kun kevään vedenkorkeushuiput nousivat ja kesävedenkorkeudet laskivat. Muutetulla säännöstelyllä paraneminen oli hieman vähäisempää lukuun ottamatta kevättulvan suuruutta Vahvajärvellä jälkimmäisellä ajanjaksolla. Rantavyöhykkeen eliöstö sekä syyskutuiset kalat Talviaikainen vedenkorkeuden alenema altistaa rantavyöhykettä jäänpainamalle ja pohjan jäätymiselle ja voi siten olla haitallinen kasvillisuudelle, pohjaeläimistölle ja syyskutuisten kalojen lisääntymiselle. Vedenkorkeuden alenema talvella väheni tulevaisuusjaksoilla kummallakin järvellä. Muutettu säännöstely pienensi Puulalla alenemaa edelleen, mutta Vahvajärvellä taas lisäsi alenemaa. Kevätkutuiset kalat Vaikutuksia hauen kutuun laskettiin kahdella mittarilla. Veden minimisyvyys saraikossa hauen kutuaikana parani tulevaisuusjaksoilla kummallakin järvellä. Muutettu säännöstely pienensi ilmastonmuutoksen myönteistä vaikutusta. Hauen kutuaikana haitallinen vedenkorkeuden lasku voimistui tulevaisuusjaksoilla muuten, mutta Vahvajärvellä jälkimmäisellä jaksolla lasku pieneni. Puulavedellä muutettu säännöstely paransi mittaria tulevaisuusjaksoilla ja Vahvajärvellä huononsi. Linnut Vedenkorkeuden nousu lintujen pesintäaikana voi tuhota lähellä vesirajaa pesivien vesilintujen kuten kuikan ja lokkilintujen pesiä. Pesiä uhkaava vedenkorkeuden nousu väheni skenaarioissa. Muutetun säännöstelyn vaikutus oli pientä ja suunta vaihteli eri jaksoilla.

Kuvat 21-26. Kuuden luontovaikutuksia kuvaavan mittarin arvot Puulalla ja Vahvajärvellä. Kuvissa on esitetty vertailujakso 1971-2000 nykysäännöstelyllä, keskiarvoskenaario jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 nykysäännöstelyllä sekä muutetulla säännöstelyllä ja märkä skenaario jaksolla 2040-69 nykysäännöstelyllä. Mittareiden arvot ovat 30 vuoden keskiarvoja. Natura-kosket Tarkastelualueen vaikutuspiirissä sijaitsevat Mäntyharjun reitin kosket, jotka ovat Natura 2000- verkostoon kuuluvia suojelualueita. Pienet virtaamat ovat haitallisia koskille, ja vähimmäisvirtaamaksi on määritetty 8-9 m 3 /s. Yksi koskista sijaitsee Puulaveden alapuolella ja muita Vahvajärvestä alaspäin.

Tilannetta Natura-koskien kannalta arvioitiin laskemalla Puulavedellä ja Vahvajärvellä sellaisten päivien osuus kaikista päivistä, jolloin menovirtaama on vähintään 8 m 3 /s. Puulaveden menovirtaamat olivat kaikilla tarkastelujaksoilla aina vähintään käytetyn raja-arvon suuruisia, joten muutosta mittarin arvossa ei ollut. Vahvajärvellä sen sijaan löytyi joitakin päiviä, jolloin raja-arvo alittui hieman lisääntyvässä määrin tulevaisuuden jaksoilla, muutetussa säännöstelytavassa enemmän kuin nykyisessä (kuva 27). On kuitenkin huomattava, että alittumiset olivat erittäin pieniä, suurimmillaankin noin 0,2 m 3 /s. Puulan pienimpiä juoksutuksia ei todennäköisesti tarvitsisi nostaa kovin paljon, että raja-arvo saavutettaisiin kaikkina päivinä Vahvajärvelläkin. Kuva 27. Menovirtaaman pysyvyys Natura-koskille sopivana Puulalla ja Vahvajärvellä. Kuvassa on esitetty vertailujakso 1971-2000 nykysäännöstelyllä, keskiarvoskenaario jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 nykysäännöstelyllä sekä muutetulla säännöstelyllä ja märkä skenaario jaksolla 2040-69 nykysäännöstelyllä. Arvot ovat 30 vuoden keskiarvoja. 3.2. Virkistyskäyttö Vaikutuksia virkistyskäyttöön arvioitiin laskemalla korkeista ja matalista vedenkorkeuksista virkistyskäyttökaudella 7.5. 30.9. aiheutuva euromääräinen haitta. Arvioinnissa käytettiin rantojen virkistyskäyttömahdollisuuksia kuvaavalla mallilla (VIRKI-malli, Mustonen 1999) aikaisemmin muodostettua haittakäyrää. Toisena mittarina käytettiin vedenkorkeuden pysyvyyttä virkistyskäytön kannalta hyvällä tasolla virkistyskäyttökaudella. VIRKI-mallilla määritetty virkistyskäytölle hyvä vyöhyke on Puulalla NN + 94,50 94,75 m ja Vahvajärvellä NN + 88,44 88,89 m. Tulokset on esitetty kuvissa 28-29. Erityisesti Vahvajärvellä kesävedenkorkeudet alittivat usein hyvän virkistyskäyttötason. Keskiskenaarioissa tilanne virkistyskäytön kannalta huononi molemmilla järvillä vertailujaksoon verrattuna. Hyvän tason ylittävät vedenkorkeudet hieman vähenivät, mutta hyvän tason alittavat vedenkorkeudet lisääntyivät enemmän. Puulavedellä muutettu säännöstely tulevaisuusjaksoilla laski kesän vedenkorkeuksia vielä useammin alle hyvän tason, mutta taas paransi tilannetta alkukesän korkeiden vedenkorkeuksien osalta tasoittamalla niitä. Vahvajärvellä korkeiden vedenkorkeuksien tasoittumisella ei ole niin paljon vaikutusta ja mittari huononi, kun kesän vedenkorkeudet madaltuivat muutetun säännöstelyn vaikutuksesta. Säännöstelytavan vaikutukset olivat kuitenkin pieniä verrattuna ilmastonmuutoksen vaikutuksiin.

Kuvat 28-29. Virkistyskäyttövaikutuksia kuvaavien mittareiden arvot Puulalla ja Vahvajärvellä. Kuvissa on esitetty vertailujakso 1971-2000 nykysäännöstelyllä, keskiarvoskenaario jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 nykysäännöstelyllä sekä muutetulla säännöstelyllä ja märkä skenaario jaksolla 2040-69 nykysäännöstelyllä. Mittareiden arvot ovat 30 vuoden keskiarvoja. Puulalla laskettiin lisäksi vedenkorkeuden pysyvyys säännöstelyluvassakin mainitun purjehdusalarajan yläpuolella purjehduskaudella. Myös tämä mittari huononi skenaarioissa matalien kesävedenkorkeuksien lisääntyessä, muutetulla säännöstelytavalla myöhäisemmällä tulevaisuusjaksolla vielä hiukan enemmän (kuva 30). Kuva 30. Vedenkorkeuden pysyvyys purjehdukselle hyvällä tasolla Puulalla. Kuvassa on esitetty vertailujakso 1971-2000 nykysäännöstelyllä, keskiarvoskenaario jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 nykysäännöstelyllä sekä muutetulla säännöstelyllä ja märkä skenaario jaksolla 2040-69 nykysäännöstelyllä. Mittareiden arvot ovat 30 vuoden keskiarvoja. 3.3. Taloudelliset vaikutukset Tulvariski Tulvariskiä arvioitiin kolmella mittarilla: 1) vuoden suurin tulvarajan ylitys (m), 2) tulvan kesto eli sellaisten päivien lukumäärä, jolloin vedenkorkeus ylitti tulvavahinkorajan ja 3) tulvavahinkotaulukon mukainen arvio euromääräisestä tulvavahingosta. Euromääräisten vahinkojen arviointiin Puulavedellä käytettiin Kymijoen vesistön tulvantorjunnan toimintasuunnitelmassa (Eskola 1999) esitettyä vahinkotaulukkoa. Tarkastelussa arvioitiin rakennusvahinkoja koko vuoden suurimman tulvahuipun sekä peltovahinkoja kesän (7.5.-30.9.) suurimman tulvahuipun perusteella. Metsätulvavahinkoja ei laskettu arvioon mukaan. Suurin osa vahingoista muodostuu rakennusvahingoista. Vahvajärvellä käytettiin Mäntyharjun reitin tulvantorjunnan toimintasuunnitelman mukaista vahinkotaulukkoa rakennusvahingoille. Taulukot

päivitettiin vuoden 2015 hintatasoon. On huomattava, että vahinkotaulukot ovat vanhoja ja rantojen rakennuskanta on todellisuudessa muuttunut. Vaihtoehtojen vertailussa niillä kuitenkin saadaan suuntaaantavia tuloksia. Tulvakorkeudet nousivat ja tulvavahingot lisääntyivät tulevaisuuden skenaarioissa kummallakin järvellä. Muutetulla säännöstelyllä saatiin tulvakorkeuksia ja vahinkoja madallettua Puulavedellä selvästi. Vahvajärvellä euromääräiset tulvavahinkoarviot olivat selvästi pienempää suuruusluokkaa kuin Puulalla ja muutetun säännöstelyn vaikutus euromääräisiin tulvavahinkoihin oli pieni. Vahvajärvellä tulvahuiput madaltuivat, mutta tulvien kesto hieman piteni muutetun säännöstelyn vaikutuksesta. (kuvat 31-33) Kuvat 31-32. Vuoden suurin tulvarajan ylitys (m) sekä tulvarajan ylityksen kesto (vrk) Puulalla ja Vahvajärvellä. Kuvissa on esitetty vertailujakso 1971-2000 nykysäännöstelyllä, keskiarvoskenaario jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 nykysäännöstelyllä sekä muutetulla säännöstelyllä ja märkä skenaario jaksolla 2040-69 nykysäännöstelyllä. Mittareiden arvot ovat 30 vuoden keskiarvoja. Kuva 33. Euromääräinen tulvavahinkoarvio Puulalla ja Vahvajärvellä. Järvillä on käytetty eri asteikkoa, koska vahingot ovat eri suuruusluokkaa. Kuvissa on esitetty vertailujakso 1971-2000 nykysäännöstelyllä, keskiarvoskenaario jaksoilla 2010-39 ja 2040-69 nykysäännöstelyllä sekä muutetulla säännöstelyllä ja märkä skenaario jaksolla 2040-69 nykysäännöstelyllä. Mittareiden arvot ovat 30 vuoden keskiarvoja. Vesivoiman tuotanto Vaikutuksia vesivoiman tuotantoon arvioitiin Puulaveden ja Vahvajärven välissä olevalla Kissakosken voimalaitoksella. Päivittäinen energian tuotanto E (kwh/vrk) laskettiin kaavalla E = Q * H * η * ρ * g * 24/1000, missä Q = voimalaitoksen virtaama (m 3 /s)

H = putouskorkeus m, joka lasketaan Puulaveden ja Vahvajärven vedenkorkeuksien sekä virtaaman perusteella η = hyötysuhde. Virtaaman ollessa alle 16 m 3 /s käytetään pienempää ja suuremmilla virtaamilla suurempaa hyötysuhdetta. ρ = veden tiheys 1000 kg/m 3 g = putouskiihtyvyys 9,81 m/s 2 24 = aika (h) Voimalaitoksen rakennusvirtaama on 40 m 3 /s. Sen ylittämä vesimäärä menee voimalaitoksen ohi. Minimivirtaama on 10 m 3 /s, jota pienemmillä vuorokausivirtaamilla energian tuotantoa ei ole. Sähköntuotannon euromääräinen arvo laskettiin kertomalla energia kuukausikohtaisella hinnalla, joka oli Nord Pool Spot kuukausihintojen keskiarvo jaksolla 2004-2015. Näin otettiin huomioon sähkön hinnan vuosivaihtelu. Tulevaisuusjaksojen energiantuotantoa sekä euromääräistä arvoa tarkasteltiin laskemalla prosentuaalinen ero vertailujaksoon 1971-2000 nähden. Tulokset on esitetty kuvissa 34 a ja b. Energiantuotanto pieneni nykysäännöstelyllä kummallakin tulevaisuusjaksolla: noin 4 % jaksolla 2010-39 ja noin 2 % jaksolla 2040-69. Lähitulevaisuuden jaksolla 2010-39 Kissakosken keskivirtaama ei vielä kasvanut, ja vaikka myöhemmällä tulevaisuusjaksolla vesimäärä kokonaisuudessaan hieman kasvoi, voimalaitoksen ohi menevät virtaamat lisääntyivät sitä enemmän. Myös sellaiset päivät, jolloin voimalaitoksen minimivirtaama alittui eikä tuotantoa syntynyt, lisääntyivät tulevaisuusjaksoilla. Muutetulla säännöstelyllä energiantuotanto väheni vielä enemmän (noin 9 % ja 7 %). Muutetulla säännöstelyllä ohijuoksutusten kokonaismäärä lisääntyi hieman vähemmän, mutta minimivirtaaman alittavia, tuottamattomia päiviä oli huomattavasti enemmän kuin nykysäännöstelyllä. Myös Puulaveden keskivedenkorkeus laski ja siten putouskorkeus hieman pieneni muutetun säännöstelyn vaikutuksesta. Euromääräisen tuoton pieneneminen oli aavistuksen voimakkaampaa kuin energian määrällä mitattuna, mutta tulokset olivat kuitenkin samansuuntaiset ja lähellä toisiaan. Kuva 34 a ja b. Prosentuaalinen muutos tulevaisuusjaksoilla vertailujaksoon 1971-2000 nähden a) tuotetun energian määrässä sekä b) energian euromääräisessä arvossa Kissakosken voimalaitoksella. Vesivoiman tuotanto, jos pienimpiä juoksutuksia suurennettaisiin Vesivoimamittarin tuloksissa etenkin säännöstelykäytäntöjä vertailtaessa oli merkittävä vaikutus voimalaitoksen koneiston minimivirtaaman alittavilla, tuottamattomilla vuorokausivirtaamilla. Kissakosken virtaamat olivat kuitenkin aina vähintään 8 m 3 /s, joten niitä voitaisiin nostaa minimivirtaamaan 10 m 3 /s todennäköisesti melko pienellä vaikutuksella vedenkorkeuteen, ainakin osaksi vähävetisimpiä jaksoja. Siksi vesivoiman tuotantoa tarkasteltiin myös oletuksella, että pienetkin päivävirtaamat tuottavat, mikä vastaisi juoksutusten nostamista vähintään minimivirtaamien tasolle. Tällä oletuksella energiantuotanto pieneni noin 2 % jaksolla 2010-39 ja lisääntyi noin 0,5 % jaksolla 2040-69 (kuva 35 a). Euromääräisessä tuotossa tulos oli likimain sama (kuva 35 b). Muutetun säännöstelyn vaikutus oli hyvin pieni.

Pienten juoksutusten kasvattaminen minimivirtaaman tasolle madaltaisi hieman alimpia kesävedenkorkeuksia ja olisi siten virkistyskäytölle haitallinen. Esimerkiksi jos juoksutus olisi kahden kuukauden ajan keskimäärin 8,5 m 3 /s simulointien mukaan tällaisia jaksoja tulee kesäkuukausina olemaan melko monena vuonna, jos käytössä on edellä kuvattu muutettu säännöstely niin juoksutuksen nostaminen koko jakson ajaksi minimivirtaamaan 10 m 3 /s alentaisi alimpia vedenkorkeuksia noin 2 cm. Kaikkein kuivimpina kesinä äärimmäisen pienen virtaaman jaksot ovat tulevaisuudessa vielä pitempiä, jopa yli 3 kuukautta, ja keskivirtaama noin 8 m 3 /s, jolloin virtaaman nostaminen rajalle 10 m 3 /s tarkoittaisi enimmillään noin 5 cm alenemista minimivedenkorkeuksiin. Tämä koskisi tilanteita, joissa vedenkorkeus olisi muutenkin hyvin alhaalla, purjehduskauden rajan alapuolella. Kuva 35 a ja b. Prosentuaalinen muutos tulevaisuusjaksoilla vertailujaksoon 1971-2000 nähden a) tuotetun energian määrässä sekä b) energian euromääräisessä arvossa Kissakosken voimalaitoksella mikäli pieniä virtaamia nostettaisiin minimivirtaaman tasolle. Kuvien tulokset eivät siten täysin vastaa tarkasteltua muutettua säännöstelyä 3.4. Ääriskenaarion vaikutukset Ilmastonmuutosskenaarioiden sisältämää epävarmuutta arvioitiin laskemalla mittarit keskiarvoskenaarion lisäksi myös ns. märällä skenaariolla, jossa vesimäärien lisääntyminen on erityisen suurta. Vertailu tehtiin ainoastaan jaksolla 2040-69 nykyisellä säännöstelytavalla. Märällä skenaariolla luontomittareiden arvot poikkesivat hieman keskiarvoskenaariosta, mutta tulokset pysyivät pääosin edelleen samansuuntaisina. Märässä skenaariossa laskennallinen kevättulvan korkeus oli pienempi kuin keskiskenaariossa koska kesävedenkorkeudet nousivat. Vahvajärvellä virkistyskäyttömittarit olivat märällä skenaariolla jonkin verran parempia kuin keskiskenaariolla. Puulallakin märkä skenaario lisäsi virkistyskäytön kannalta hyvien päivien lukumäärää, mutta toisaalta kokonaisuudessa lisäsi virkistyskäyttöhaittaa liian korkeiden vedenkorkeuksien noustessa. Purjehdukselle märkä skenaario oli selvästi edullinen matalien vedenkorkeuksien noustessa. Tulvariski kasvoi märällä skenaariolla keskiskenaariota enemmän, kun taas vesivoiman tuotantoon märällä skenaariolla oli merkittävä lisäävä vaikutus. Tarkastelu antaa käsityksen epävarmuuden suuruusluokasta, mutta jollain toisella yksittäisellä skenaariolla saattaisi olla erisuuntainen vaikutus. 3.5. Epävarmuudet Vaikutusten arviointiin liittyvät huomattavat epävarmuudet koostuvat ilmastonmuutosskenaarioiden epävarmuuksista, hvdrologisen mallinnuksen ja säännöstelytavan mallinnuksen epävarmuuksista, mittareiden suppeasta määrästä ja niiden soveltuvuudesta tarkastelluille järville sekä ilmastonmuutostilanteen tarkasteluun, ja myös ilmastonmuutoksen muista vaikutuksista tarkastelussa mukana oleviin muuttujiin. Esimerkiksi eliöiden sopeutumista ilmastonmuutokseen ei ole otettu huomioon. Luontomittareissa hauen kudun ja lintujen pesintäkauden ajankohta on sidottu jäänlähtöön ja se on otettu laskennassa huomioon aikaistuvan jäänlähdön osalta. Lintu- ja haukimittarien laskentatulokset ovat herkkiä jäänlähtöpäivälle, jonka arvioimisessa on kuitenkin paljon epävarmuutta. Epävarmaa on myös se, miten ilmastonmuutos todellisuudessa vaikuttaa kutu- ja pesintäaikoihin.

3.6. Yhteenveto vaikutusten arvioinnista Yhteenveto mittareista on esitetty Puulalle kuvassa 36 ja Vahvajärvelle kuvassa 37. Kuvassa on esitetty jaksot 2010-39 (vihreä) ja 2040-69 (sininen) keskiarvoskenaariolla sekä nykyisellä (vaaleat sävyt) että muutetulla (tummat sävyt) säännöstelyllä. Mittareiden arvoista on laskettu erotus vertailujaksoon 1971-2000 nähden ja ne on skaalattu samaan kuvaan. On huomattava, että eri mittareiden suuruusluokat eivät kuitenkaan ole keskenään vertailukelpoisia. Virhepalkit kuvaavat märän skenaarion erotusta vertailujaksoon nykysäännöstelyllä jaksolla 2040-69. Taulukossa 2 on symbolein ja värein esitetty ilmastonmuutoksen vaikutuksen suuntaa sekä säännöstelyn vaikutuksen suuntaa tulevaisuusjaksoilla. Jälkimmäinen on määritetty erona nykysäännöstelyyn samalla jaksolla. Taulukko ei osoita vaikutusten suuruutta, joten pienikin vaikutus näkyy taulukossa. Kuva 36. Yhteenveto vaikutusten suunnasta ja suuruusluokasta mittarikohtaisesti Puulalla. Tulevaisuusjaksojen arvot ovat erotuksia vertailujaksoon 1971-2000 nähden. Erotukset on skaalattu samaan kuvaan, mutta ne eivät suuruudeltaan ole keskenään verrannollisia. Virhepalkit kuvaavat tuloksia märällä skenaariolla jaksolla 2040-69 nykyisellä säännöstelytavalla. Puuttuva väripalkki merkitsee, että muutosta vertailujaksoon nähden ei ole.

Kuva 37. Yhteenveto vaikutusten suunnasta ja suuruusluokasta mittarikohtaisesti Vahvajärvellä. Tulevaisuusjaksojen arvot ovat erotuksia vertailujaksoon 1971-2000 nähden. Erotukset on skaalattu samaan kuvaan, mutta ne eivät suuruudeltaan ole keskenään verrannollisia. Virhepalkit kuvaavat tuloksia märällä skenaariolla jaksolla 2040-69 nykyisellä säännöstelytavalla. Yhteenvetona tarkastelun perusteella voidaan todeta seuraavaa: Useisiin tarkasteltuihin Puulan ja Vahvajärven vesiluontomittareihin ilmastonmuutosskenaariot vaikuttavat myönteisesti. Muutettu säännöstely tulevaisuusjaksoilla vaikuttaa vaihtelevasti, useiden mittareiden osalta todennäköisesti heikentää myönteistä vaikutusta. Mittaritarkastelu sisältää kuitenkin epävarmuuksia. Natura-koskien kannalta tulevaisuusskenaarioiden kielteinen vaikutus on todennäköisesti käytännössä hyvin pieni ja säännöstelyä olisi mahdollista muokata niin, että kielteistä vaikutusta ei juuri ole. Virkistyskäyttömittareihin ilmastonmuutosskenaariot vaikuttavat kielteisesti. Muokatulla säännöstelyllä on Puulalla vaihteleva vaikutus, mutta Vahvajärvellä selkeämmin kielteinen vaikutus. Muutetulla säännöstelyllä voidaan pienentää tulvariskiä tarkastelluissa tulevaisuuden skenaarioissa. Vesivoiman tuotantoa Kissakoskella pienentää skenaarioissa pienet, alle voimalaitoksen minimivirtaaman menevät, tuottamattomat virtaamat. Mikäli pienimpiä virtaamia nostettaisiin minimivirtaaman tasolle, olisi ilmastoskenaarioiden sekä säännöstelytavan vaikutukset pieniä.