IMATRANKOSKEN KAUPUNKIPURON JA KALATIEN YLEISSUUNNITELMA Imatra Imatran voimalaitos. Kuvaaja Hannu Alatalo
Sisällysluettelo 1. YLEISTÄ... 3 2. TARVITTAVIEN LUPIEN TARPEEN ARVIOINTI... 4 3. NYKYISEN YLISYÖKSYLTÄ TULEVAN PURON KUNNOSTUS... 4 4. HYDROLOGISET LÄHTÖARVOT... 5 5. HYDROLOGINEN JA HYDRAULINEN MITOITUS... 5 6. UUSI KAUPUNKIPURO... 6 7. KALATIEN OSAT JA TOIMINTA... 7 8. KAUPUNKIPURON (1. vaihe) JA KALATIEN (2.vaihe) RAKENTAMINEN... 10 9. SEURANTA... 12 10. KUSTANNUKSET... 12 LIITTEET: Imatrankosken kaupunkipuron ja kalatien yleispiirustukset Havainneviistokuvia Imatrankosken kaupunkipurosta ja kalatiestä Esimerkki Oulun Merikosken kaupunkipurosta/kalatiestä 2
IMATRANKOSKEN KAUPUNKIPURON JA KALATIEN YLEISSUUNNITELMA Imatra 1. YLEISTÄ Imatran Kruununpuiston alue kuuluu Imatrankosken kansallismaisemaan, valtakunnallisesti arvokkaaseen maisema-alueeseen ja valtakunnallisesti merkittävään rakennettuun kulttuuriympäristöön. Alueella on myös Suomen vanhin luonnonsuojelualue sekä voimatuotannon rakenteita, kuten Imatrankosken pato ja Fortumin Imatran voimalaitos. Alueella on nykyisin vaatimaton vähävetinen suotovesipuro, jossa elää luontaisesti lisääntyvä taimenkanta. Taimenkanta on hyvin harva ja sen runsastumista haittaavat lisääntymisalueiden puute ja vaellusesteet. Imatran voimalaitos on valmistunut 1920-luvulla. Imatran voimalaitos on alin Vuoksen Suomen puolen voimalaitoksista. Sen putouskorkeus on 24,5 m (keskiylävedestä keskialaveteen). Voimalaitoksen omistaa Fortum Power and Heat Oy. Tämän suunnitelman tarkoituksena on selvittää nykyisen kaupunkipuron kehittämismahdollisuudet, uuden kaupunkipuron rakentamismahdollisuudet sekä tulevaisuuteen tähtäävän Imatran voimalaitoksen ohittavan kalatien rakentamismahdollisuuksien selvittäminen siten, että kaupunkipuro on osa kalatietä. Tämä suunnittelu painottuu uuden kaupunkipuron ja kalatien tekniseen toteutusmahdollisuuksien selvittelyyn, koska kyseessä on huomattava putouskorkeus ja suojelualueiden aiheuttamat rajoitukset kaupunkipuron ja kalatien sijoittamisessa maastoon. Tässä vaiheessa suunnittelussa ei vielä ole ollut mukana maisemasuunnittelijaa, vaan maisemasuunnittelija tulee mukaan seuraavassa vaiheessa, kun kaupunkipuron ja kalatien reitit pääpiirteissään tiedossa. Kaupunkipuron luominen parantaisi sitä tulevaisuuden mahdollisuutta, että Laatokan lohi ja Vuoksen pääuomassa elävä paikallinen taimenkanta pääsisi Imatran voimalaitoksen ohi. Tämä vaatisi tulevaisuudessa kalatien/kalaportaan. Kaupunkipuron suunnittelun taustalla on taimenkannan olemassaolon turvaaminen ja tavoitteena on taimenten elinalueen laajennus ja poikastuotannon turvaaminen. Samalla voidaan toteuttaa maisemallisesti kaunis ja kansallismaisemaan sopiva kaupunkipuro-osuus, joka toimii yhdessä nykyisen ylisyöksypuron kanssa taimenten lisääntymis- ja poikastuotantoalueena. Suunnittelussa on huomioitava yläkanavan padon ylisyöksytilanteet: voimalaitoksen reunapadon ylisyöksytoiminto toimii laitoksen häiriötilanteessa ja vesimassat tulvivat Ivonniemen halki ylisyöksyuoman kautta Imatrankosken uomaan - ylisyöksyn alue on juuri se alue, jossa nykyinen taimenpuro on. Tulviva vesimassa vie kaikki rakenteet tieltään ja on ihmisille hengenvaarallinen. Häiriöitä ei ole usein, mutta niitä tapahtuu. Alueelle ei saa ohjata ihmisiä. 3
Kaavoituksen, rauhoitettujen muinaismuistojen, luonnonmuistomerkkien ja arvokkaan maiseman näkökulmasta on huomioitava, että Kruununpuisto on Suomen vanhimpia kulttuurimaisemia, rakenteet ja suunnitteluratkaisut on oltava sen mukaiset. Puro ei voi esimerkiksi mutkitella kalliokaiverrus- ja hiidenkirnualueella. Museovirasto tekee parhaillaan alueella inventointia ja määrittelee suojellut alueet. Suunnitelman toteuttamisessa Museovirasto ja Etelä-Karjalan museo pidetään informoituna. Viimeistään puron toteuttamisvaiheessa molemmilta tarvitaan lausunto. Imatran kaupunki on antanut kaupunkipuron ja kalatien yleissuunnittelun oululaiselle Maveplan Oy:lle. Fortum Power and Heat Oy on toimittanut suunnittelijalle suunnitteluun liittyviä hydrologisia lähtötietoja. Tavoiteltavana lopputuloksena tulevaisuudessa on toimiva mahdollisimman luonnonpuromainen kalatieratkaisu tarvittavine teknisine osuuksineen sekä vesitetty ylisyöksypuro, joihin on kotiutettu taimenkanta ja rakennettu niille poikastuotanto- ja lisääntymisalueet Tämä suunnitelma on laadittu korkeusjärjestelmässä NN+, koska voimalaitoksen lupa ja lähtötiedot ovat samassa korkeusjärjestelmässä. 2. TARVITTAVIEN LUPIEN TARPEEN ARVIOINTI Suunnittelualueella on voimassa 27.11.1985 ympäristöministeriössä vahvistettu asemakaava, jossa alue on pääosin merkitty koko kaupunkipuron pituudelta teollisuus- ja varastorakennusten korttelialueeksi, jolla ympäristö säilytetään (T/s). Voimalaitoksen eteläpuolella sijaitsevalla alueella kaavamääräykset ovat samoja ilman /s - merkintää (alue, jolla ympäristö säilytetään). Alueelle on merkitty rakennusoikeutta tehokkuudella e=0,2. Asemakaava ei aseta estettä kaupunkipuron rakentamisen. Ympäristön säilyttämis-merkintään perustuen kaupunkipuro tulee viimeistellä ympäristöön sopivaksi museoviraston hyväksymällä tavalla. Kaupunkipuro ja vuonna 2009 valmistunut Kruununpuiston yleissuunnitelma eivät ole sanottavasti ristiriidassa keskenään. Joiltain osin yleissuunnitelmaan merkittyjä kaupunkipuron suuntaisia reittejä joudutaan jatkossa tarkistamaan ja yleissuunnitelmassa Imatrankoskentien alittava ent. tukkirännin kohdalle suunnitellusta tunnelista tulee todennäköisesti luopua. Rakentaminen edellyttää maisematyölupaa. Ensimmäisen vaiheen kaupunkipuroon ja myöhemmin rakennettavaan kalatiehen tarvittavan veden ottaminen yläkanavasta sekä luonnonpuromaisten osuuksien muuttaminen maa-alueesta pysyväksi vesialueeksi tarvitsevat AVI:n vesitalousluvan. 3. NYKYISEN YLISYÖKSYLTÄ TULEVAN PURON KUNNOSTUS 7.10.2010 suunnittelun aloituskokouksen jälkeisellä maastokäynnillä sovittiin, että nykyiseen ylisyöksypuroon ei tehdä teknisiä ratkaisuja vaan se kunnostetaan lohikalojen lisääntymiseen ja poikastuotantoon soveltuvaksi alan asiantuntijan ohjaamana. 4
Ensimmäisessä vaiheessa kaupunkipuron uusien luonnonpuromaisten osuuksien rakentamisen yhteydessä tulevan tulvauoman ylityksen kohdalle rakennetaan vedenottorakenteet, joilla nykyiseen puroon voidaan tarvittaessa johtaa vähän lisää vettä sen minimivirtaaman turvaamiseksi. 4. HYDROLOGISET LÄHTÖARVOT Tämän suunnitelman Imatran voimalaitoksen yläveden korkeustiedot ovat lyhyeltä jaksolta 2006-2010. Sen mukaan vuorokauskeskiarvovedenkorkeus pysyy tasaisesti välillä NN+67,40 67,60. Luvan mukainen HW padolla on NN+67,70 ja alaraja on NN+66,50 ja kesän (1.5.-30.9.) alaraja päivällä (klo 7-21) NN+67,00, eli säännöstelyväli on 1,2 m. Alaveden korkeustiedot ovat jaksoilta 1981-1994 ja 2006-2010. Alavedenkorkeus vaihtelee paljon, koska alaveteen vaikuttaa merkittävästi alapuoleisen Venäjän puolella olevan voimalaitoksen säännöstely. Alavedenkorkeuden vaihteluväli (vuorokausikeskiarvo) on normaaliolosuhteissa aiemmalta jaksolta NN+42,3...43,5 m (pysyvyysväli 1 99 %). Keskialavesi on NN+43,02 ja MW50% NN+43,00. Havaitut vuorokausikeskiarvon minimi ja maksimi ovat +42,23 ja +43,64. Hetkittäin vesipinta on vaihdellut vielä enemmän. Myöhemmän jakson vaihteluväli on NN+41,98 43,57. Suunnittelun lähtökohdaksi valittiin yläveden pysyvyyden vaihteluväli 1...99 % eli NN+67,4 67,6 (vaihteluväli on 0,2 m), mutta lisäksi kaupunkipuron ja myöhemmin kalatien vesitys tulee olla turvattuna yläveden ollessa alarajalla NN+66,50. Alaveden mitoittavaksi vaihteluväliksi valittiin NN+42,0 43,5. Alaveden ollessa mitoittavaa tasoa korkeammalla kalatie toimii ala-aukossa olevan säätöluukun ansiosta kaikissa tilanteissa hyvin. Alaveden ollessa mitoittavaa tasoa alempana kalatien toiminta voi nousevasta kalalajista riippuen heikentyä koska alimmissa pystyraoissa vesikynnykset kasvavat yli 0,2 m korkuisiksi. Imatran voimalaitoksen keskivirtaama on Tainionkosken jakson 1960-2010 havaintojen mukaan 595 m 3 /s. Minimi- ja maksimivuorokausivirtaamat ovat olleet 150 ja 1115 m 3 /s. Voimalaitoksen koneistojen maksimivirtaama on 970 m 3 /s. Ohijuoksutusta on erittäin harvoin. Suuren virtaaman takia ohijuoksutusta on ollut viimeksi 1982. 5. HYDROLOGINEN JA HYDRAULINEN MITOITUS Suunnittelukokouksissa sovittiin, että kaupunkipuro on niin laajasti kuin mahdollista luonnonpuromainen ja mahdollisesti myöhemmin toteuttavilla ylä- ja alaosilla jyrkkyydestä johtuen pystyrakokalatietä. Kaupunkipurolle/kalatielle suunniteltiin kaksi toisiaan tukevaa itsenäisesti toimivaa vaihtoehtoa, jotka voidaan toteuttaa erikseen tai vaiheittain. Kaupunkipuron päämitat mitoitetaan virtausolosuhteiltaan ainakin lohelle ja taimenelle sopiviksi, sekä mahdollisuuksien mukaan muillekin kaloille. Valmiin kalatien lopulliseksi tavoitemitoitusvirtaamaksi sovittiin 7.10.2010 kokouksessa/maastokäynnillä 1 m 3 /s, mutta näin suuri virtaama aiheuttaa sen, että luonnonpuromaisten osuuksien altaiden vaimennussuhde jää liian pieneksi, jolloin ne joudutaan korvaamaan teknisellä pystyrakokalatiellä. Tämän takia tässä suunnitelmassa pyrittiin saamaan pääosin ne osuudet luonnonpuromaisiksi, joita maastokäynnillä sellaisiksi kaavailtiin. Näitten asioiden pohjalta mitoitusvirtaamaksi otettiin noin 0,6 m 3 /s. Mitoitusvirtaamaa kasvatettaessa kasvaa myös teknisien pystyrako-osuuksien tarve. 5
Veden otto ensimmäisessä vaiheessa rakennettavaan kaupunkipuroon tapahtuu yläpäässä putken ja säätöventtiilin avulla betonipadon läpi. Riippuen tarvittavasta virtaamasta tarvitaan putkesta tulevalle vedelle vaimennusallas. Vaimennus kannattaa järjestää siten, että ensimmäisessä vaiheessa rakennetaan kaupunkipuron lisäksi yläpäähän 1 4 pystyrakoallasta, jolloin ylin allas on aivan patomuurin vieressä ja se toimii samalla vaimennusaltaana. Padon lävistyksen yhteyteen esitetään harkittavaksi rakentaa myös pumppaamo, jolla hoidetaan kalatien luonnonpuromaisen osuuden elintoimintojen turvaaminen häiriötilanteissa. Pumpattava vesimäärä voisi olla esim. noin 0,02 0,05 m 3 /s. Veden otto lopulliseen kalatiehen tapahtuu yläkanavan pohjoispään entisen uittoaukon sulkuseinään tehtävän pystyraon kautta. Ylimmäisen pystyraon leveys on 0,60 m ja sen reunoille tehdään settiurat. Settiuriin laitetaan aukkoluukku, jolla virtaamaa voidaan säätää vapaata leveyttä muuttamalla. Virtaama lopullisessa kalatiessä vaihtelee välillä alustavasti n. 0,5...0,6 m 3 /s ylävedenkorkeusvälillä NN+67,4...67,6. Jos säännöstelyn aikana ylävesi laskee ja kalatiehen tuleva virtaama pienenee, lisävettä voidaan tarvittaessa juoksuttaa ensimmäisessä vaiheessa rakennetun putken kautta automatiikan ohjaamana. 6. UUSI KAUPUNKIPURO Uudet rakennettavat luonnonpuromaiset kaupunkipuro-osuudet mitoitetaan virtaamavälille 0,2...0,6 m 3 /s. Myöhemmin myös varsinaisena kalatienä käytettävä puron yläosa mitoitetaan lisäksi niin että se kestää toisen vaiheen virtaaman kasvattamisen ja altaiden vaimennussuhteet ovat toimivia. Ensimmäisessä vaiheessa kaupunkipuron virtaama on 0,2 0,3 m 3 /s. Kun tulevaisuudessa kalatie rakennetaan valmiiksi, virtaama nostetaan alustavasti tasoon 0,5 0,6 m 3 /s. Luonnonpurossa on kaksi luonnonpuromaista osuutta ja niiden välinen hätäylisyöksyn purkukanavan ylittävä silta. Ylimpänä on noin 250 m pitkä luonnonpuromainen osuus yläpään vedenottorakenteilta nykyisen yläkanavan hätäylisyöksyn purkukohtaan, joka sisältää Imatrankoskentien alituksen nykyisen holvisillan aukon kautta. Hätäylisyöksyn purkukanava ylitetään kaukalomaisella sillalla. Sillan alapuolella on noin 500 m pitkä luonnonpuromainen osuus, joka kulkee vanhaa uittorännin reittiä pitkin voimalinjojen kohdalle ja siitä voimalinjojen alla vanhan Imatrankosken puolelle. Ensimmäisessä kaupunkipurovaiheessa uoma rakennetaan ilman teknisiä osuuksia, jotka korvataan jyrkähköillä koskiosuuksilla, jotka saattavat vaikeuttaa kalan liikkumista. Olosuhteista johtuen kaupunkipurosta tulee paikoin kohtalaisen jyrkkä, jolloin laajoja kutu- ja poikastuotantoalueita siihen on haastavaa toteuttaa. Jatkosuunnittelussa tuleekin päättää, lisätäänkö uuteen kaupunkipuroon kutu- ja poikastuotantoalueita, jolloin kaupunkipuromainen osuus hieman lyhenee ja tekninen osuus hieman kasvaa. Kynnystetyn kaupunkipuron altaiden sivusuuntainen suurentaminen lisää kutu- ja poikastuotantoalueita mutta ei kasvata kalatien pituutta tai muuta jo suunniteltuja ratkaisuja. 6
Kaupunkipuron yläosalle toisessa vaiheessa rakennettavan kalatien ja kaupunkipuron yhteiselle osuudelle rakennetaan kivistä pohjakynnyksiä ja osuus mitoitetaan mahdollisuuksien mukaan kestämään ja toimimaan myös kalatien lopullisella virtaamalla. Pohjakynnyksiin ei asenneta seinämäistä tiivistettä, jotta ne näyttäisivät mahdollisimman luonnonmukaiselta. Tiivisteeksi kynnyksien keskelle tehdään suodatinkankaalla ympäröity moreenitiiviste, jolloin kalatien altaat eivät pääse täysin kuivumaan pienen virtaaman aikana. Kynnykset mitoitetaan niin että ne ovat kaikissa normaaleissa virtaamatilanteissa koko leveydeltään veden peitossa ja altaisiin sijoitetaan suuria suoja-/maisemakiviä, joilla rikotaan kynnyksien säännöllinen muoto. Kaupunkipuron vanhan uoman puolelle rakennettava alaosa tehdään luonnonpuromaiseksi puroksi kiveämällä ja sen mitoituksessa ei oteta huomioon jatkossa rakennettavan kalatien virtaamaa. Kynnysten teoreettinen muoto on V-mallinen ylivirtausaukko. Aukon yläleveys 3 4 m. Kynnykset rakennetaan kivistä ja kivisestä sorasta. Korkeustaso voi ja tulee vaihdella kivien yläpinnan ja virtausrakojen pohjan välillä 0,2 0,5 m. Kynnysten välisissä "suvannoissa" uoman suurin vesisyvyys vaihtelee 0,8 1,1 m. Suvantoihin voidaan asentaa isoja kiviä, joiden yläreuna ulottuu vähintään vesipinnan tasoon. Suvannoissa vapaa vesipinnan leveys vaihtelee 5...8 m. Suvannot verhotaan kivisellä soralla. Talvella luonnonpuromaisen osuuden eliöstön hengissä pysymisen takia juoksutetaan putken kautta kaupunkipuron yläpäähän minimivirtaama noin 0,1 m 3 /s. Tästä voidaan ohjata tarvittaessa hätäylisyöksyn purkukanavan sillan kohdalta nykyiseen puroon 0,02 0,04 m 3 /s lisävirtaama. Luonnonpuromaisella osuudella on yksi yleisen tien alitus (Imatrankoskentie). Kalatie rakennetaan nykyisen tien alitustunnelin kautta luonnonpuromaisena, mikäli se teknisesti onnistuu ja holvikaarisillan rakenteiden eroosiovaaraa ei ole. Muutoin alitus tehdään pystyrakokalatienä. Imatrankoskentien yläpuoleiselle osuudelle on rakennettava ainakin yksi raskaan kunnossapitokaluston kantava silta. Myös luonnonpuron alaosalle on järjestettävä ylikulkumahdollisuus joko sillan tai vahvistetun ja luiskatun ylityskohdan kautta. Toisen vaiheen kalatien toteuttamisen jälkeen vanhaan Imatrankoskeen menevä kaupunkipuro pidetään vesitettynä kalatiestä otettavalla virtaamalla. 7. KALATIEN OSAT JA TOIMINTA Kalatiesuunnittelussa kalatien alapään oikea sijoittaminen on kalatien toiminnan kannalta tärkein asia. Ellei kala löydä helposti kalatien suuta päävirtauksen tuntumasta, kalojen määrä kalatiessä jää vähäiseksi. Eli ensimmäisen vaiheen kaupunkipuron alapää on väärässä paikassa, jotta se toimisi kunnolla kalatienä. Kalatiessä veden virtausnopeus ei saa missään kohtaa ylittää kalan uintikykyä. Lisäksi kalatiessä on oltava riittävästi lepomahdollisuuksia. Kalatiessä liikkuvien kalojen koko määrää kalatien vesiteiden mittoja. Tällöin suurien kalojen koko edellyttää suuria aukkomittoja, jolloin tarvittavan virtaaman on oltava suurempi. Kalatien tulee toimia vuosittain ainakin 1.5. -30.11. välisenä aikana. 7
Pystyrakokalatie koostuu samankokoisista suorista osista ja altaista, joita yhdistävät ns. suunnanvaihtoaltaat, jotka ovat hieman muita altaita suurempia. Luonnonpuromainen kalatieosuus koostuu luonnonkivistä rakennettavista kynnyksistä ja niiden välisistä suvannoista/altaista. Mitoitusputouskorkeus Imatrankoskessa on n. 25,6 m (mitoitusalavedesta mitotusyläveteen). Pystyrako-osuuksia on kalatievaihtoehdossa kolme, kalatien ylä- ja alaosilla sekä keskivaiheilla voimalaitosrakennuksen kohdalla. Pystyrako-osuuksilla putous altaasta toiseen on n. 0,20 m. Pystyrakokalatien altaiden vesisyvyys vaihtelee yläkanavan vedenkorkeuden mukaan. Yläveden ollessa keskivesitasolla NN+67,5 virtaamalla 0,6 m 3 /s vesisyvyys keskellä allasta on n. 1,1 m. Alaveden ollessa korkealla putouserot ovat kalatien alaosalla pienemmät. Pystyrakojen leveys on noin 0,3 m. Lukuun ottamatta ylintä aukkoa pystyraot ovat auki pohjaan asti. Kalatien alin ja ylin pystyrako varustetaan settiurilla, jotta kalatie voidaan tarvittaessa sulkea. Pystyrakojen alapuolella on betoninen virranohjain. Pystyrakoaltaiden koko (sisämitat) on n. 2,7*2,2 m (pit*lev). Suunnanvaihtoaltaiden pituus on suurempi, jolloin virtaukset niissä ehtivät paremmin vaimentua. Alin allas on kooltaan suuri, koska sen vaimennuskyvyn tulee pumpattavan lisäveden takia olla suurempi kuin yläpuolisissa altaissa. Altaiden pohja peitetään kokonaan kiveämällä. Betonirakenteiden kaikki näkyvät nurkat viistetään. Routimisen estämiseksi lopulliset pystyrakokalatierakenteet routaeristetään. Kalatien sisääntuloaukko sijoitetaan alavirtaan katsottuna voimalaitoksen oikealle rannalle alueelle, jossa virtausnopeus on laskenut sopivaksi ja kalat löytävät kalatien sisääntuloaukon mahdollisimman hyvin. Altaassa on kaksi osaa, varsinainen kalatien vaimennusallas ja lisäveden pumppaamon vaimennustila. Allas louhitaan ja ankkuroidaan alapuoliseen kallioon. Alimpaan altaaseen pumpataan 0,5 2 m 3 /s lisävirtaama voimalaitoksen puoleisen seinän alaosaan rakennettavan pumppausaukon kautta. Pumppauksessa varaudutaan pumppauksen lisäämiseen tekemällä valmiit tilat ja paikat kahdelle lisäpumpulle. Ylimääräiset pumppuaukot suljetaan levyillä. Aukkojen joen puoleisessa päässä on sulkuluukut, joka voidaan sulkea huoltojen tms. takia. Alin kalatieallas erotetaan pumppaustilasta betonisella vaimennusseinällä, josta vesi virtaa kalatien puolelle. Roskien pumppuun ja vaimennustilaan ajautumisen vähentämiseksi, pumppausaukkojen joenpuolelle tehdään sihtiseinä. Erittäin matalan alaveden ajaksi pumppu ja sulkuluukku sulkeutuvat automaattisesti. Ala-allas on päältä avonainen ja se on varustettu ritilätasoilla ja reunakaiteilla. Kalatien alapäässä sisäänkäyntiaukkona on ylös asti avoin pystyrako, jossa liikkuu luukku, jossa on virtausaukkona pystyrako. Otettaessa varalla oleva lisäpumppaus käyttöön luukun pystyrakoa levennetään lisävirtaaman tarpeen verran. Luukkua liikutetaan automaattiohjauksella alimman altaan vesipinnan ja alaveden suhteen siten, että aukon kohdalla vesipintojen korkeusero on haluttu vakio (0,1 0,6 m), jolloin ulosvirtaus on aina selkeästi havaittavissa. Alimman altaan päällä on sähkökaappi, jossa on paikallisohjaus. 8
Patopuiston alueella kalatien yläpään jatkosuunnittelussa huomioida erityisen tarkasti maisemalliset näkökohdat. Tämän takia ensi vaiheessa vesi kaupunkipuroon otetaan mahdollisimman vähäisillä rakenteilla rakennettavan kaupunkipuron yläpään kohdalta suoraan yläkanavan betonipadon läpi. Uittorännin yläpään sulkevaan betoniseinään tehdään kiinteä noin 0,6 m leveä rako, jossa on luukulla kavennettu pystyrako. Ylimmän pystyraon luukussa olevaa aukon leveyttä muuttamalla voidaan kalatien käyttöönotossa hienosäätää virtaaman suuruutta. Talveksi aukko suljetaan luukulla vesitiiviisti siten, ettei jäät pääse tarttumaan siihen. Luukku lämpöeristetään ja varustetaan sulanapitolämmityksellä. Lisäksi aukossa on sisäpuolella settiurat, jolloin luukku voidaan ottaa tarvittaessa pois huollon takia. Yläveden puolelle uloimmaksi rakennetaan settiurat, joihin voidaan haluttaessa laittaa ylävirran puolelle supistuva teräksinen kehikko, jossa on kalalaskuri ja -tunnistin kalojen laskentaa varten. Kehikko nostetaan talveksi ylös ja viedään varastoon. Yläpään sulkuluukku voi olla joko käsi- tai moottorikäyttöinen. Jos se on moottorikäyttöinen, ylimmän altaan päällä on sähkökaappi, jossa on yläpään luukun ohjaus. Pintaroskan joutumista kalatiehen voidaan edelleen vähentää ottopään pystyraon ylävirran puolelle yläkanavaan kiinnitettävällä syväpuomilla. Ensimmäisessä vaiheessa toteutettavan kaupunkipuron luonnonpuromaisia pyritään käyttämään mahdollisimman paljon sellaisenaan hyväksi lopullisena kalatienä. Toisen vaiheen rakentamisen jälkeen vanhaan uomaan menevä kaupunkipuron alaosa jätetään toimintaan ja sitä vesitetään kalatiestä otettavalla virtaamalla. Kalatien luonnonpuromaisten osuuksien mahdolliset vahvistukset rakennetaan mahdollisuuksien mukaan kalatien alaosan louhinnasta saatavasta kalliolouheesta. Nykyisen hätäylisyöksyn purkukanavan yli rakennetaan pystyrakokalatie siltana siten, ettei kalatien alapuoleisen purkukanavan virtausala pienene. Ala- ja keskiosan pystyrakokalatien ylittäminen voidaan tarvittaessa järjestää tarpeen mukaan keveillä puu- tai ritiläportailla. Kalatien toiminta-aikana alapäässä vedenkorkeuksia seurataan kahdesta paikasta automaattisilla mittalaitteilla, joista tieto menee kalatien ohjausyksikköön. Mittauspaikat ovat voimalaitoksen alavesi ja alimman altaan vesipinta. Mittaus tehdään paineantureilla, jotka sijaitsevat haponkestävissä suojaputkissa. Putkissa on alapäässä kuristimet, jotta vedenkorkeuden vaihtelut putkessa ovat hitaammat (erityisesti alaveden mittausputkessa). Vedenkorkeustiedot menevät automatiikan ohjausyksikköön. Yläpäässä seurataan yläveden korkeutta, jotta sen laskiessa alas, automatiikka avaa ensimmäisessä vaiheessa rakennetun vesitysputken, jolloin kalatiessä pysyy aina riittävä minimivirtaama. Kalojen väliaikaisena säilytystilana esim. tutkimustarkoituksiin tai ylisiirtoa varten voidaan käyttää kalatien kääntöaltaita, jonka yläpäähän asennetaan nousun estävä verkko ja alapäähän alas laskeutumisen estävä nielullinen verkko. 9
Kalatien katseluhuone ja -ikkuna voidaan rakentaa yläosan pystyrako-osuudelle. Pystyrakokalatien ylhäältä avoimet alueet katetaan noin 1,0 m leveällä kävelyritilätasolla, joka lisää turvallisuutta liikuttaessa kalatiealueilla. Samalla ritilätaso varjostaa kalatietä huonontaen kalojen näkymistä ylhäältäpäin. Kävelytasot varustetaan kaiteilla. Kalatiessä on muutamia hyviä vedenalaiselle videokameralle sopivia kuvauskohtia. Alin on alimmassa altaassa sisääntuloaukkoon päin, seuraavat suunnanvaihtoaltaissa suunnattuna alempaa pystyrakoa kohti. Keväällä jäiden lähdettyä ja veden lämpötilan noustua lähelle 10 astetta kalatien kunto tarkistetaan. Lisävesipumppu, sen asennustangot ja sihti sekä yläpään laskuri ja sen teräskehikko asennetaan paikoilleen. Yläpään roskapuomi asennetaan paikoilleen. Kalatien laitteet koekäytetään, jonka jälkeen yläpään sulkuluukku voidaan avata ja talvijuoksutusputki suljetaan. Syksyllä talvijuoksutusputki yläaltaasta avataan ja kalatien yläpään sulkuluukku suljetaan vesitiiviisti. Lisävesityspumppu laitteineen ja yläpään kalalaskuri nostetaan pois ja viedään talvisäilöön. Roskapuomin toinen pää irrotetaan ja puomi käännetään talveksi suoraksi padon suuntaiseksi tai puomi viedään talveksi pois. Teknisesti kalatietä voidaan käyttää aina, kun voimalaitoksen yläallas on sula eli kalatie voidaan ottaa käyttöön keväällä heti jäiden lähdettyä ja pitää toiminnassa siihen saakka, kunnes yläallas syksyllä jäätyy kalatien vedenottoaukon vieressä. Käytännössä veden lämpötila määrää ajan, jolloin kalateitä kannattaa pitää auki keväällä ja syksyllä. Veden lämpötilan ollessa alle 7 astetta kaloja nousee enää satunnaisesti. Talvella jatkuva juoksutus pitää kaupunkipuron elinvoimaisena seuraavaan kevääseen. 8. KAUPUNKIPURON (1. vaihe) JA KALATIEN (2.vaihe) RAKENTAMINEN Kaupunkipuron/kalatien luonnonpuromaiset ja tekniset osuudet rakennetaan seuraavasti: VAIHE 1. - Ensimmäiseksi nykyinen olemassa oleva puro kunnostetaan kala-asiantuntijan johdolla. - Nykyisen puron kunnostamisen jälkeen rakennetaan uuden kaupunkipuron yläpään vedenottoputki, säätöventtiili, vaimennusallas/-altaat ja varavesityspumppaamo. - Vedenottorakenteiden jälkeen rakennetaan yläosan luonnonpuromainen kaupunkipuro-osuus hätäylisyöksyn purkukanavaan asti, jolloin tämä osuus voidaan haluttaessa ottaa heti käyttöön ja vesi johdetaan tilapäisratkaisuin nykyiseen puroon. Nykyisen puron ekosysteemin turvaamiseksi tässä vaiheessa yläaltaasta juoksutettava virtaaman on oltava pieni. Tässä vaiheessa rakennetaan myös yläosalle padon kunnossapitokaluston kestävä silta kaupunkipuron yli. - Yläosan puro-osuuden jälkeen rakennetaan hätäylisyöksyn ylittävä silta. 10
- Hätäylisyöksyn ylittävän sillan jälkeen rakennetaan sen alapuolinen kaupunkipuroosuus, jonka jälkeen koko kaupunkipuro-osuus voidaan ottaa käyttöön. Tässä vaiheessa yläaltaasta juoksutettava virtaama on 0,2 0,3 m 3 /s ja talvella 0,1 m 3 /s. Hätäylisyöksyn kohdalle nykyiseen kaupunkipuroon rakennetaan putki ja venttiili, jolla johdetaan lisävettä nykyiseen kaupunkipuroon. VAIHE 2. - Ensimmäiseksi rakennetaan yläpään pystyrako-osuus ja uittorännin sulkupadon lävistävät rakenteet - Seuraavaksi rakennetaan alin ja kallein pystyrako-osuus - Alaosan pystyraon rakentamisen jälkeen ensimmäisen vaiheen kaupunkipuron ja toisen vaiheen kalatien yhteisiä osuuksia tarvittaessa vahvistetaan ja loivennetaan rakentamalla lisää pystyrako-osuuksia. - Kalatien rakentamisen jälkeen yläaltaasta juoksutettava virtaama on 0,5 0,6 m 3 /s ja talvella noin 0,1 m 3 /s. Kalatie rakennetaan "irti" voimalaitosten rakenteista lukuun ottamatta kalatien yläveden ottopään rakenteita. Kalatien automatiikkakeskus sijoitetaan voimalaitoksen alueelle erikseen sovittavaan paikkaan, niin että kalatien käyttö on mahdollista myös ilman voimalaitoksen huoltomiehiä. Luonnonpuromaisten osuuksien rakentamisessa hyödynnetään kala-asiantuntijoiden osaamistaitoa, jotta puroon saadaan mahdollisimman paljon lohikalojen lisääntymis- ja poikastuotantoalueita. Ensimmäisen vaiheen kaupunkipuron rakentamisessa voidaan myös ottaa pieniä riskejä puron rakenteiden kestävyyden osalta, koska koejuoksutusten jälkeen vaurioituneet kohdat voidaan korjata. Kalatien rakentamisen aikana koejuoksutuksia on hankalampi toteuttaa, koska kaupunkipurossa on jo mahdollinen taimenkanta. Kalatien alaosan rakentamista varten joudutaan louhimaan kalliota voimalaitoksen lähialueella. Louhinta tehdään tärinättömällä menetelmällä riittävää varovaisuutta noudattaen. Kaikki betonirakenteet tehdään paikalla valuna. Kalatien betonirakenteet rakennetaan tiivistetyn murskearinakerroksen varaan. Kalatieleikkaukseen tulevat sade- ja sulamisvedet johdetaan kalatien alapuolelle rakennettavia salaojia pitkin alaveteen tai luonnonpuromaisille osuuksille. Kalatien vedenottoaukon ja ensimmäisen vaiheen putken rakentamista varten yläkanavaan tehdään "laatikkomallinen" työpato yläkanavan seinää vasten. Betoniseinään piikataan/leikataan aukko, johon uusi vedenottoaukko rakennetaan ankkuroimalla uuden aukon pielet betonivalulla betoniseinään. Rakentamisajankohta on loppukesällä vähän veden aikaan. Kalatien alapään rakentamisen aikana juoksutus tulisi olla mahdollisimman pieni. Kalatietä varten joudutaan louhimaan runsaasti kalliota. Louhinta tehdään tärinättömällä menetelmällä riittävää varovaisuutta noudattaen. 11
Kalatien toiminta tulee testata juoksuttamalla vettä kalatien kautta. Juoksutuksen tulee kestää vähintään tunnin ajan, jona aikana luonnonpuromaisen kalatien hydraulinen toiminta tulee tarkistaa kala-asiantuntijan toimesta. Juoksutusta tulee muuttaa koejuoksutuksen aikana vesitysputken säätöventtiilin avutta tai supistamalla yläpään pystyrakoa. Koejuoksutuksen jälkeen kalatie suljetaan ja kalatien kunto tarkistetaan ja tehdään tarpeelliset muutokset/korjaukset ja koejuoksutus uusitaan kunnes saavutetaan hyväksyttävä lopputulos. Koejuoksutuksen aikana alavedenkorkeus kalatien alapäässä tulee olla mahdollisimman matala. Viimeisen koejuoksutuksen tulee kestää vähintään viikon, jona aikana juoksutuksia vaihdellaan. Tämän jälkeen kala-asiantuntijoiden tulee päättää, milloin taimenen poikasia voidaan istuttaa puroon. 9. SEURANTA Kalatien toimintaa voidaan seurata pääasiassa kahdella eri tavalla. Varsinainen kalojen lukumäärän, lajin, mittojen ym. nousukaloihin liittyvien asioiden seuranta on ensisijainen tapa. Näitä asioita voidaan seurata kalatiehen sijoitettavilla erilaisilla laskureilla, seurantalaitteilla ja koepyydyksien avulla. Toinen tärkeä asia on, että tarkastetaan eri vedenkorkeuksilla ja virtaamilla, että kalannousun kannalta kaikki edellytykset ovat kunnossa koko kalatien pituudella. Yleisöä varten kalatiehen voidaan rakentaa katselupaikka. Kalatiehen tulee tälle kohtaa lasi-ikkuna. Yleisölle voidaan tulevaisuudessa tarjota myös suora videoyhteys esim. internetin välityksellä. 10. KUSTANNUKSET Kaikki kustannukset ovat arvonlisäverottomia. Rakennuskustannukset Nykyisen puron kunnostuksen kustannukset kala-asiantuntijan johdolla ovat arviolta 10 000 30 000 euroa riippuen kunnostuksen tasosta ja sen myötä tarvittavista toimenpiteistä. Työryhmänä kalatalouskunnostuksissa tulee olla kokenut kaivinkonekuljettaja ja kalatalousasiantuntija 1 3 viikon ajan sisältäen vähäiset raivaukset ja kutusora ym. toimitukset kohteeseen. Ensimmäisen vaiheen kaupunkipuron rakentamiskustannukset yläpään vedenottorakenteista hätäylisyöksyn ylittävälle sillalle ovat n. 200 000 300 000 euroa. Lisäksi puron ylittävä padon kunnossapitoa varten tarvittava silta yläosalla maksaa 100 000 150 000 euroa. Hätäylisyöksyn purkukanavan ylittävä silta pystyrakokalatieosuutena maksaa 50 000 100 000 euroa ja siitä edelleen kaupunkipurona vanhan Imatrankosken puolelle 150 000 250 000 euroa. Eli uuden kaupunkipuron rakennuskustannukset ovat n. 500 000 800 000 euroa. Tästä eri vaiheiden suunnittelukustannukset ovat yhteensä noin 10 12 %. Koko kalatien rakennuskustannukset kerralla toteutettuna ovat 2,5 3,5 milj. euroa. Arvio perustuu vuonna 2010 valmistuneisiin Iijoen viiden voimalaitoksen vastaavien kalateiden kustannusarvioihin. Tästä eri vaiheiden suunnittelukustannukset ovat yhteensä noin 4 7 %. 12
Varsinaisten rakentamiskustannusten lisäksi on huomioitava mahdolliset työnaikaiset energiatappiot, jotka ovat niin suuret, ettei juoksutusta laitoksen kautta kannata pysäyttää, sillä yhden vuorokauden virtaaman 600 m 3 /s ohijuoksutuksen rahallinen arvo on energiahinnalla 5 c/kwh yhteensä n. 146 000 euroa. Laskelma perustuu putouskorkeuteen 24,5 m (=ylä- ja alaveden kalannousuajan keskivesikorkeuksien erotus). Käyttökustannukset ilman veden arvoa Kaupunkipuron ja myöhemmin kalatien käyttökustannukset koostuvat rakenteiden kunnossapidosta, syksyllä ja keväällä kalateiden sulkemisesta ja avaamisesta. Lisäksi kuluja aiheutuu laitteiden energiatarpeesta ja huolloista. Kalatien kevät- ja syystöiden kulut ovat noin 3000 4000 euroa/vuosi. Laitteiden tarkastus ja sihtien puhdistus (1 tarkastuskäynti/ viikko) noin 3000 euroa/vuosi. Laitteiden sähkökustannuksista pääosa syntyy alapään lisävesityspumpun käytöstä. Arvioidut sähkökustannukset vuodessa 10 c/kwh sähkön hinnalla ovat noin 6000 8000 euroa riippuen pumpun virtaamasta käyttöajasta. Pumpun ja muiden laitteiden arvioidut peruskorjaukset ja kunnostukset 5 10 vuoden välein ovat arviolta 1000 2000 euroa vuotta kohti. Yhteensä kalatien käyttökulut ovat noin 10 000 17 000 euroa/vuosi. Kaupunkipuron käyttökustannukset koostuvat yläpään vedenoton hoitamisesta ja hätäylisyöksyn kohdalta nykyisen kaupunkipuron lisävesityksen hoitamisesta. Kaupunkipuron käyttökulut ovat noin 3000 5000 euroa/vuosi. Kustannukset kaupunkipuron ja kalatien veden juoksutuksesta Kaupunkipuron ja myöhemmin kalatien kautta menevästä virtaamasta aiheutuu energiatappiota. Kalatien virtaaman rahallinen arvo on vuositasolla energiahinnalla 5 c/kwh yhteensä n. 27 000 euroa. Laskelma perustuu 6 kk käyttöaikaan, putouskorkeuteen 24,5 m ja kalatievirtaamaan 0,6 m 3 /s. Kaupunkipurovaiheen virtaama on 0,2 0,3 m 3 /s, jolloin vuosikustannus on n. 9000.13500 euroa. Talvikäyttökustannukset Kaupunkipuron ja kalatien talvikäytöstä syntyy energiatappioita. Rahallinen arvo on vuositasolla energiahinnalla 5 c/kwh yhteensä n. 4400 euroa ilman ohijuoksutusten vaikutusta. Laskelma perustuu 6 kk käyttöaikaan, putouskorkeuteen 24,5 m ja virtaamaan 0,1 m 3 /s. Lisäksi syntyy huolto- ja hoitokuluja, mutta ei pumppauskuluja. Karkea arvio hoitokustannuksista vuodessa on n. 1000 euroa. Oulussa 28.2.2011 Maveplan Oy Kiilakiventie 1 90250 Oulu Hannu Alatalo dipl.ins. puh. 040-5161504 Ilkka Räihä Ins.AMK 13