LAPIN ELY-KESKUS, ympäristö- ja luonnonvarat vastuualue

VEDENLAADUNMALLINNUS 16UEC00339 18.2.2013 LAPIN ELY-KESKUS, ympäristö- ja luonnonvarat vastuualue Kemijärven vesistökunnostukset vuosina 2012 2014; Pöyliöjärven vedenlaatumallinnus

Lapin ELY-keskus Vedenlaadunmallinnus 1 Sisältö 1 TAUSTATIEDOT JA TOIMEKSIANTO... 1 2 MALLINNUKSEN TOTEUTUS... 1 3 PUMPPAUSVAIHTOEHDOT... 3 3.1 Valintakriteerit ja lähtökohdat... 3 3.2 Laskenta 1. Nykytila... 3 3.3 Laskenta 2. Pöyliönsalmen pumppaussuunnan kääntö... 6 3.4 Laskenta 3. Kemijärvestä lisävettä teholla 0,45 m 3 /s... 7 3.5 Laskenta 4. Kemijärvestä lisävettä kesäaikana (4 kk) teholla 1 m 3 /s... 10 3.6 Laskenta 5. Kemijärvestä lisävettä talvella (3 kk) teholla 1 m 3 /s... 10 3.7 Laskenta 6. Kemijärvestä lisävettä talvella (3 kk) teholla 1 m 3 /s Kattiperän kautta... 11 4 VIRTAUKSET JA VESIEN KULKEUTUMINEN... 11 4.1 Laskenta 1. Nykytila... 11 4.2 Laskenta 2. Pöyliönsalmen pumppaussuunnan kääntö... 14 4.3 Laskenta 3. Kemijärvestä lisävettä teholla 0,45 m 3 /s... 17 4.4 Laskenta 4. Kemijärvestä lisävettä kesäaikana (4 kk) teholla 1 m 3 /s... 18 4.5 Laskenta 5. Kemijärvestä lisävettä talvella (3 kk) teholla 1 m 3 /s... 20 4.6 Laskenta 6. Kemijärvestä lisävettä talvella (3 kk) teholla 1 m 3 /s Kattiperän kautta... 22 4.7 Laskennan epävarmuustekijät... 24 4.8 Yhteenveto jokiveden sekoittumisesta... 24 5 VAIHTOEHTO 4 MUKAISTEN VESISTÖJÄRJESTELYJEN VAIKUTUS PÖYLIÖJÄRVEN VEDEN LAATUUN... 25 5.1 Kemijärven ja Pöyliöjärven veden laadusta... 25 5.2 Vaihtoehdon 4 mukaisen lisäveden vaikutus Pöyliöjärven veden laatuun... 29 6 ARVIOINTI LISÄVESIEN JOHTAMISEN HYÖDYISTÄ JA KÄYTTÖKUSTANNUKSISTA... 32 7 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET... 33 Liitteet Liite 1 Liite 2 Aikasarjat Animaatiolevyke

2 Pöyry Finland Oy Kari Kainua, FM Heimo Vepsä, FM Yhteystiedot PL 20, Tutkijantie 2 A 90590 OULU puh. 010 33280 sähköposti etunimi.sukunimi@poyry.com www.poyry.fi Vastuuvapauslauseke Pöyry Finland Oy ( Pöyry ) pidättää kaikki oikeudet tähän raporttiin. Raportti on laadittu yksinomaan asiakkaan käyttöön. Raportin käyttö muiden kuin asiakaan toimesta ja muuhun kuin asiakkaan ja Pöyryn välisessä sopimuksessa tarkoitettuun tarkoitukseen on sallittu ainoastaan Pöyryn etukäteen antaman kirjallisen suostumuksen perusteella. Raportti on laadittu noudattaen Pöyryn ja asiakaan välisen sopimuksen ehtoja. Pöyryn tähän raporttiin liittyvä tai siihen perustuva vastuu määräytyy yksinomaan kyseisten sopimusehtojen mukaisesti. Laskelmat perustuvat olennaisilta osin asiakkaalta, kolmansilta osapuolilta tai ulkopuolisista lähteistä saamiin tietoihin. Pöyry ei ole tarkistanut minkään asiakkaalta, kolmansilta osapuolilta tai ulkopuolisista lähteistä saadun ja raportin laatimiseen käytetyn tiedon oikeellisuutta tai täydellisyyttä, koska se ei ole kuulunut Pöyryn toimeksiannon laajuuteen. Pöyry ei anna raportin perusteella tai siihen liittyen mitään vakuutusta (nimenomaista tai konkludenttista) eikä vastaa sen sisältämien tietojen ja arvioiden oikeellisuudesta. Raportti sisältää lisäksi tulevaisuutta koskevia arvioita, jotka perustuvat tämänhetkisten tietojen perusteella tehtyihin arvioihin tulevasta kehityksestä ja sisältävät oletuksia tulevasta kehityksestä. Pöyry ei vastaa miltään osin näiden tulevaisuutta koskevien lausuntojen sisällöstä, täsmällisyydestä tai toteutumisesta. Pöyry ei vastaa kolmannelle osapuolelle tämän raportin käyttämisen tai siihen luottamisen perusteella aiheutuneesta haitasta taikka mistään välittömästä tai välillisestä vahingosta.

1 1 TAUSTATIEDOT JA TOIMEKSIANTO Kemijärven kaupungin vitriinissä sijaitseva Pöyliöjärvi ja siihen liittyvä Kuumalampi on padottu erilleen Kemijärvestä Kemijoen säännöstelyn toteutuksen yhteydessä. Nykytilassa Pöyliöjärven vedenkorkeus pidetään pumppausjärjestelyin välillä +146,40 m - +146,70 m, Kemijärven veden korkeuden vaihtelun ollessa selvästi suurempaa. Pumppausta varten on rakennettu kaksi pumppaamoa, Pöyliösalmen ja Kuumalammen pumppaamot. Pöyliönsalmen pumppuasemalla on kaksi pumppua, joiden tehot ovat 120 000 ja 30 000 l/min. Lossirannalla sijaitsevan Kuumalammen pumppaamon pumppausteho on selvästi pienempi, noin 4 600 l/min. Pienehkön Kuumalammen pumppaamon tarkoitus on lähinnä parantaa Kuumalammen veden vaihtoa. Pöyliöjärven oma valuma-alue on noin 25,5 km 2, mikä esimerkiksi valunnalla 10 l/s km 2 tarkoittaa vesimäärää 15 300 l/min. Patoaminen on kolminkertaistanut Pöyliöjärven viipymän ja tämä yhdessä kuormituksen kanssa on heikentänyt järven veden laatua. Pöyliöjärven kunnostamiseksi on tehty mm. aloite, jossa esitetään Pöyliöjärven veden laadun parantamista johtamalla lisävettä Kemijärvestä. LAPELY:ssä on laadittu vuonna 2010 selvitys Pöyliöjärven kunnostus mahdollisuuksista. Lisävesien johtamisen osalta suunnitelmassa todetaan, että nykyisillä pumppuilla olisi mahdollista kierrättää vettä Kemijärvestä Pöyliönsalmen pumppaamon kautta Pöyliöjärveen ja Kuumalammen pumppaamolta takasin Kemijärveen. Suunnittelutyön yhteydessä on esitetty kysymys, onko mahdollisilla pumppaus järjestelyillä vaikutusta Pöyliöjärven veden laatuun ja mikä olisi toimenpiteen hyöty suhteutettuna kustannuksiin. Jatkopohdintaa varten suunnitelmassa esitetään asian selvittämistä mallitarkastelun avulla. Pöyry Finland Oy sai LAPELY:ltä toimeksiannon tarkastella vesistömallin avulla pumppausjärjestelyjen vaikutuksia Pöyliöjärven virtauksiin, veden vaihtoon ja veden laatuun. Tässä raportissa esitetään mallitarkastelun toteutus ja saadut tulokset johtopäätöksineen. 2 MALLINNUKSEN TOTEUTUS Lisävesien pumppauksen aikaisia virtausoloja ja niissä tapahtuvia muutoksia nykytilanteeseen verrattuna arvioitiin 3D-vesistömallin (EFDC, Environmental Fluid Dynamics Code) avulla. Malli on kehitetty Virginia Institute of Marine Science:ssa alun perin rannikkovesien mallinnustehtäviin. Yhdysvaltojen ympäristönsuojelu viranomainen EPA (Environmental Protection Agency) on jatkanut mallin kehitystyön tukemista ja malli on nykyään vesistöjen kuormitussietokyvyn arviointiin tarkoitettujen suositeltujen mallien joukossa Yhdysvalloissa. Mallin jatkokehitystä on tehty Dynamic Solutions-International LLC - konsulttialan yrityksessä. Heidän toimestaan on laadittu lisäksi graafinen käyttöliittymä (EFDC Explorer, EE) mallin laadinnan ja tulosten käsittelyn sekä havainnollistamisen tueksi. Numeerista ratkaisua varten mallinnettava alue jaettiin laskentaelementteihin, joiden keskimääräisen virtausnopeuden ja vedenkorkeuden malli laskee. Laskentaelementtien koko oli 10 75 m. Kokoa tarkennettiin alueellisesti siten, että elementin koko oli pienin Kuumalampeen johtavan salmen alueella ja suurin Pöyliöjärven eteläosalla. Käytetty hilaverkosto on esitetty kuvassa 1. Syvyyssuunnassa käytettiin kuutta laskentakerrosta.

2 Kuva 1. Laskennassa käytetty hilaverkosto. Pöyliöjärven virtauksiin vaikuttavat tulo- ja poistovesien lisäksi mm. tuuliolot. Laskennassa tuulitietoina käytettiin Rovaniemen vuoden 2008 kolmen tunnin välein mitattuja tuulitietoja. Vallitseva tuulen suunta oli lounaan puolella tuulen keskinopeuden ollessa avovesikaudella 2,8 m/s (kuva 2). Syvyystietoina käytettiin peruskartan syvyystietoja, kuitenkin niin, että Kuumalammen alueella tehdyt ruoppaukset huomioitiin pohjan topografiassa. Uusia mittauksia tai muita kenttätöitä ei tehty. Näiden lähtöarvojen ja luonnonvakioiden (pohjakitka, tuulikitka, coriolisvoima jne.) avulla malli laskee virtausnopeudet ja suunnat eri vesikerroksissa eri laskentatilanteissa. Veden laadun muutosta nykytilanteeseen verrattuna laskettiin

pääravinteiden, kokonaisfosforin ja -typen osalta kahdessa eri laskentatilanteessa. Järven lähivaluma-alue on pieni, joten tulovesimäärät ovat vähäisiä. Tulovesien, jotka pääosin purkautuvat kahden puron kautta, määriä arvioitiin karkeasti pumppausten ja vedenpinnan korkeusmuutosten avulla. Laskentavaihtoehdot päätettiin aloituspalaverin pohjalta tehdyn esityksen mukaisesti ennen työn alkua yhdessä mallinnusta ohjaavan työryhmän kanssa. suunta ( ) nopeus (m/s) 1.54 3.09 5.14 8.23 10.80 > 10.80 yht. 0.0 0.54 1.90 3.69 0.32 0.00 0.00 6.44 22.5 0.40 0.84 3.42 0.55 0.10 0.01 5.32 45.0 0.41 1.32 3.67 1.07 0.30 0.09 6.85 67.5 0.63 1.68 5.68 1.32 0.13 0.01 9.45 90.0 0.64 1.54 3.80 0.46 0.01 0.00 6.44 112.5 0.60 1.28 2.56 0.32 0.00 0.00 4.76 135.0 0.52 1.33 3.09 0.33 0.00 0.00 5.27 157.5 0.82 1.39 3.84 0.73 0.00 0.00 6.77 180.0 0.67 0.98 3.63 1.45 0.33 0.00 7.06 202.5 0.71 1.28 4.44 2.29 0.50 0.00 9.21 225.0 1.20 2.61 4.25 0.79 0.03 0.00 8.87 247.5 0.83 1.30 1.39 0.13 0.00 0.00 3.64 270.0 0.75 0.64 1.39 0.11 0.00 0.00 2.89 292.5 0.35 0.59 1.61 0.43 0.02 0.00 3.01 315.0 0.30 0.89 4.16 0.97 0.02 0.01 6.34 337.5 0.39 1.32 3.85 0.30 0.05 0.01 5.91 Yhteensä 9.74 20.88 54.44 11.54 1.49 0.14 98.24 Tyyntä 1.53 Puuttuvia 0.24 Yhteensä 100 3 Kuva 2. Laskennassa käytetyt tuulen jakaumatiedot. 3 PUMPPAUSVAIHTOEHDOT 3.1 Valintakriteerit ja lähtökohdat Työohjelman mukaisesti työssä mallinnettiin kuusi eri laskentavaihtoehtoa. Nykytilanteessa pumppaus tapahtuu pelkästään Pöyliöjärvestä Kemijärveen, jolla pidetään järven vesipintaa kohtuullisen vakaana. Luvan mukainen vaihteluväli Pöyliöjärvessä on vain 30 cm. Työn tarkoituksena on selvittää Kemijärvestä johdettavan lisäveden leviämistä ja vaikutusta Pöyliöjärven vedenlaatuun. Veden laadun mahdollinen parantuminen perustuu ajatukseen, että Kemijärven parempilaatuinen vesi laimentaa Pöyliöjärven ainepitoisuuksia ja lisävesien tuoma happitäydennys vähentäisi sisäistä kuormitusta. Lähtökohtana arvioinnissa on nykytilanne, johon mahdollisen pumppausmuutoksen vaikutuksia peilataan. 3.2 Laskenta 1. Nykytila Pöyliöjärven veden pinta pidetään luvan mukaisella tasolla (HW +146,70 NW +146,40 m) pumppaamalla vettä Pöyliöjärvestä Pöyliönsalmen ja Kuumalammen pumppaamojen kautta Kemijärveen. Vuosijaksolla 1995 2011 vettä on pumpattu

keskimäärin 9,4 milj. m 3 vuosittaisen vaihtelun ollessa 6,4 15,4 milj. m 3 (kuva 3). Pöyliönsalmen pumppaamolla on kaksi pumppua, joiden tehot ovat 30 000 l/min ja 120 000 l/min. Kuumalammen pumppaamo on selvästi pienempi, sen tehon ollessa noin 4 600 l/min. Pumppausmäärästä Pöyliönsalmen pumppaamon osuus on lähes 80 % eli noin 7,3 milj. m 3. 4 18 000 000 16 000 000 14 000 000 12 000 000 10 000 000 8 000 000 6 000 000 4 000 000 2 000 000 0 Pumpattu vesimäärä (m 3 ) 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20102011 Kuva 3. Pöyliöjärvestä pumpattu vuosittainen vesimäärä (Kemijoki Oy 2012) Pumppaus painottuu kevääseen, jolloin järven oman valuma-alueen tulovesien määrä on suurimmillaan. Kuumalammen kautta pumpataan yleensä jatkuvasti lukuun ottamatta huhtikuun puolenvälin jälkeistä noin kolmen viikon jaksoa, jolloin järven pintaa lasketaan alas tulvavesien varalle. Virtauskentät laskettiin käyttäen vuoden 2011 pumppaustehoja, jotka vastaavat aika hyvin keskimääräistä pumppausvuotta. Tulovirtaamat arvioitiin vesitaseen avulla. Vedenlaadun osalta malli kalibroitiin asettamalla tulokuormat siten, että Pöyliöjärven laskennalliset pitoisuudet vastaavat suurin piirtein havaittuja tasoja. Nykytilassa vesi poistetaan järvestä Pöyliönsalmen ja Kuumalammen pumppaamojen kautta (kuva 4).

5 Kuva 3. Pöyliönsalmen pumppaamon käyttötunnit. Pumppu 2 on pumpuista isompi (120 000 l/min)

6 Kuva 4. Veden johtaminen nykytilassa. 3.3 Laskenta 2. Pöyliönsalmen pumppaussuunnan kääntö Tässä vaihtoehdossa laskenta toteutettiin kuten edellä, mutta Pöyliönsalmen pumppaamon pumppaussuunta käännettiin (kuva 5). Vedenpoisto Kuumalammen kautta määritellään siten, että vedenkorkeus säilyy nykytasolla. Tämä edellyttää, että Pöyliönsalmen pumppaamoon (kuva 8) tehdään merkittäviä rakenteellisia muutoksia ja että Kuumalammen pumppaamon (kuva 9) kautta tapahtuva veden poisto uusitaan kokonaan. Vaihtoehdolla saadaan kuva veden virtauskenttien muutoksista sekä viipymän muutoksista eri osissa järveä. Kuva 5. Veden johtaminen laskentavaihtoehdossa 2.

3.4 Laskenta 3. Kemijärvestä lisävettä teholla 0,45 m 3 /s Kemijärven pinnan korkeuden vaihtelu on suurta ja kesällä se on selvästi Pöyliöjärven pintaa ylempänä (kuva 6). Korkeuseroa kesäaikana on noin 2 m. 7 Kuva 6. Kemijärven vedenpinnan vaihtelu vuosina 2009-2011 (havaintopaikka Kemijärvi 6502000) sekä luvan mukainen Pöyliöjärven pinnan vaihteluväli. Tässä laskentavaihtoehdossa johdetaan Kuumalammen kautta Kemijärvestä vettä 15.5. - 31.12. välisenä aikana painovoimaisesti noin 9 milj. m 3 eli noin 0,45 m 3 /s (kuva 7). Vesi poistetaan Pöyliön pumppaamon kautta. Veden ottoa varten tarvitaan uusi uoma ja säätöpatojärjestelyt Kuumalammen alueelle. Lisäveden johtamisen lisäksi joudutaan pumppaamaan Pöyliöjärvestä myös omalta valuma-alueelta tuleva vesimäärä (= nykyinen pumppaus), mikä tarkoittaa pumpattavan vesimäärän kaksinkertaistumista. Kuva 7. Veden johtaminen laskentavaihtoehdossa 3.

8 Kuva 8. Pöyliön pumppuasema sekö sen otto- ja purkualueet.

9 Kuva 9. Kuumalammen pumppuasema sekö sen otto- ja purkualueet.

3.5 Laskenta 4. Kemijärvestä lisävettä kesäaikana (4 kk) teholla 1 m 3 /s Vaihtoehto on muutoin sama kuin edellä, mutta pumppaus toteutetaan lyhemmällä jaksolla kesäaikana kaksinkertaisella teholla (kuva 10). Kokonaisvesi määrä on 20 % suurempi kuin vaihtoehdossa 3. 10 Kuva 10. Veden johtaminen laskentavaihtoehdossa 4. 3.6 Laskenta 5. Kemijärvestä lisävettä talvella (3 kk) teholla 1 m 3 /s Tässä tarkastelutilanteessa pumpataan lisäksi talvella Pöyliönsalmen pumppaamon kautta 3 kk lisävettä Kemijärvestä Pöyliöjärveen ja poistetaan painovoimaisesti Kuumalammen kautta (kuva 11). Vaihtoehto edellyttää 1 vaihtoehdon tapaan pumppausjärjestelyjen merkittävää uudelleen järjestelyä. Kuva 11. Veden johtaminen laskentavaihtoehdossa 5.

3.7 Laskenta 6. Kemijärvestä lisävettä talvella (3 kk) teholla 1 m 3 /s Kattiperän kautta Tämä vaihtoehto vastaa vesimäärien osalta laskentavaihtoehtoa 4, mutta lisävedet johdetaan Pöyliöjärven läpi Kattiperän kautta ja poistetaan nykyisillä pumppausjärjestelyillä (kuva 12). 11 Kuva 12. Veden johtaminen laskentavaihtoehdossa 6. 4 VIRTAUKSET JA VESIEN KULKEUTUMINEN 4.1 Laskenta 1. Nykytila Vuoden 2011 pumppaustehoilla tulovirtaamat määritettiin siten, että Pöyliöjärven veden korkeus säilyi luvan mukaisissa rajoissa (kuva 13). Kuva 13. Pöyliöjärven laskennallinen vedenpinnankorkeuden vaihtelu laskentajaksolla vuoden 2011 poistopumppausmäärillä. Nykytilanteessa Pöyliöjärven virtaukset riippuvat pääosin tuulitilanteesta, lähellä pumppaamoita virtaukset kääntyvät pumppausten aikana kohden pumppuasemia. Virtausnopeudet erityisesti talvella ovat lähellä nollaa, ja tilanne virtausten suhteen on hyvin stabiili. Avovesikaudella tuulet sekoittavat vettä, jolloin suunnat ja nopeudet

vaihtelevat tuulitilanteen mukaan (kuva 14). Yleinen ilmiö vesistöissä on, että tuuli saa aikaan tuulen suuntaisen pintavirtauksen, jota kompensoi hitaampi vastakkaissuuntainen virtaus, jonka reitti määräytyy paljolti pohjan topografian mukaan. Kuvassa 15 on esitetty hetkellinen tilanne Pöyliöjärven virtauskentistä, missä suurimmat nopeudet ovat kapeikoissa ja syvänteiden reuna-alueilla. 12 cm/s 6 5 4 3 2 1 pintakerroksen virtausnopeus ja -suunta, Sääskisaaren eteläpuoli nopeus (cm/s) suunta ( ) 360 315 270 225 180 135 90 45 0 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12. 0 Kuva 14. Laskennallinen pintakerroksen virtausnopeus ja suunta Sääskisaaren etelä puolella. Kuva 15. Vasemmalla pintakerroksen virtausnopeus 26.6., oikealla samanaikaiset pohja kerroksen virtaukset. Nopeuden skaala 0-5 cm/s. Jääpeiteaikana virtaama Kuumalampeen johtavassa salmessa on tasainen ollen luokkaa 0,08 m 3 /s. Laskennallinen virtaama avovesikaudella on pääosin pumppauksesta johtuen luokkaa 4 500 l/min (kuva 16).

13 Kuva 16. Virtaama nykytilanteessa Kuumalammen salmessa. Talvista stabiilisuutta kuvaa laskelma, jossa vuoden alussa eteläisessä syvänteessä vapautettu merkkiaine pysyy lähes paikallaan jäiden lähtöön saakka. Jääkannen hävittyä, aine alkaa sekoittua hiljalleen koko järven alueelle (kuva 17). Vuodessa merkkiaineesta poistuu järvestä noin 35 %, joten näin laskien viipymä olisi luokkaa 2,9 vuotta. Pöyliöjärven tilavuus on noin 8,2 milj. m 3, joten teoreettinen viipymä keskimääräisellä pumppausteholla, 9 milj. m 3, on 0,9 vuotta. Kuva 17. Pohjakerroksen merkkiainepitoisuus alusvedessä ennen jäiden lähtöä (yläkuva) sekä 10 vrk ja 3 viikkoa sen jälkeen. Yläkuva eri skaalassa (0-20) kuin alakuvat (0 0,5).

4.2 Laskenta 2. Pöyliönsalmen pumppaussuunnan kääntö Jotta Pöyliöjärven vedenpinta pysyisi lupaehtojen mukaisissa rajoissa, täytyy poistopumppauksen tehon Kuumalammesta olla kaksinkertainen nykyisiin vesimääriin verrattuna (kuva 18). Pöyliöjärven ja Kuumalammen välinen salmi rupeaa pumppausten aikana rajoittamaan virtaamia, jolloin Kuumalammen veden pinta laskee noin 10-15 cm Pöyliöjärven pintaa alemmas (kuva 19). Pumppausten aikana salmen virtaamat ovat maksimissaan hyvin suuria nykytilaan verrattuna, luokkaa 5 m 3 /s (kuva 20). 14 Kuva 18. Pöyliönsalmen ja Kuumalammen pumppaukset laskentavaihtoehdossa 2. Kuva 19. Pöyliöjärven ja Kuumalammen vedenpinnat vaihtoehdossa 2, pumput käännetty. Pumppujen käynnistyttyä Pöyliönsalmen pumppaamosta ryöpsähtää järveen suuri määrä Kemijärven vettä, jonka päävirtausreitti on kohti Kuumalammen poistopumppausta. Aikasarjoista voidaan havaita, että Sääskisaaren kohdalla jokiveden osuus nousee heti lähes 100 %:iin ja laskee ensimmäisen pumppauksen jälkeen nopeasti tasolle 20 %, kunnes taas seuraavalla pumppausjaksolla jokiveden osuus nousee korkeaksi. Viimeisen pumppausjakson loppuessa jokiveden osuus on lähellä 40 %. Kauempana pumppaamosta vaihtelu tasaantuu ja jokiveden osuus nousee lähes samalle tasolle (kuva 20). Aikasarjojen tulostuspisteet selviävät kuvasta 21.

15 Kuva 20. Virtaamat Kuumalampeen johtavassa salmessa vaihtoehdossa 2, pumput käännetty. Kuva 20. Laskennalliset Kemijärven veden %-osuudet 5 eri tulostuspisteessä. Tulostus pisteiden sijainti selviää kuvasta 16. Kuva 21. Aikasarjojen tulostuspisteet.

Laskentajakson aikana pumppaamon lähialueella jokiveden keskimääräinen osuus on noin 40-50 %, Kuumalamessa noin 25 % ja kauempana järvialueella aivan Pitkäperän pohjukkaa lukuun ottamatta noin 20 % (kuva 22). Tarkasteltaessa alueita, missä jokiveden %-osuus ajasta on yli 50 % tai jokiveden hetkellistä maksimiosuutta, voidaan havaita jokivesien päävaikutusalueen rajautuvan Pöyliöjärven pohjoisosaan (kuva 23). On huomattava, että prosenttiosuudet kuvaavat yhden vuoden laskentatilannetta, missä laskenta alkaa nollatilanteesta. Kuten kuvista voidaan havaita omalta valuma-alueelta tulevien vesien määrän ollessa vähäinen vanhojen jokivesien määrä kumuloituu järveen useamman vuoden pumppausten aikana. 16 Kuva 22. Jokiveden keskimääräinen %-osuus vuoden laskentajakson aikana. Kuva 23. Prosentuaalinen aika, jolloin jokiveden osuus alueella yli 50 % sekä maksimi prosentin alueellinen jakauma.

4.3 Laskenta 3. Kemijärvestä lisävettä teholla 0,45 m 3 /s 17 Kun Kemijärvestä johdetaan Kuumalampeen vettä 1.5. 31.12. välisenä aikana 0,45 m 3 /s, ja poistopumppaus tapahtuu nykyisellä Pöyliönsalmen pumppaamolla, noudattelee veden korkeus kuvan 24 mukaista käyrää. Tällä vesimäärällä Kuumalammen ja Pöyliön pinnat säilyvät samalla tasolla. Kummalammen salmessa virtaamat vaihtelevat välillä 0 0,5 m 3 /s (kuva 25). Kuva 24. Pöyliöjärven ja Kuumalammen laskennalliset vedenkorkeudet. Kuva 25. Virtaamat Kuumalammen salmessa. Tässä vaihtoehdossa jokiveden osuus on luonnollisesti suurin Kuumalammen alueella, missä vuoden keskimääräinen jokivesiosuus on noin 62 %. Pöyliöjärvessä jokivettä on noin 20 % (kuva 26). Päävaikutusalue on selkeästi Kuumalammella ja Pöyliön pohjoisosassa, kuten kuvasta 27 voidaan havaita. Jokiveden leviämistä aikasarjoina on esitetty liitteessä 1.

18 Kuva 26. Jokiveden keskimääräinen %-osuus vuoden laskentajakson aikana. Kuva 27. Prosentuaalinen aika, jolloin jokiveden osuus alueella yli 50 % sekä maksimi prosentin alueellinen jakauma. 4.4 Laskenta 4. Kemijärvestä lisävettä kesäaikana (4 kk) teholla 1 m 3 /s Tässä vaihtoehdossa vesi nousee suuremmasta pumppaustehosta johtuen syksyllä korkeammalle kuin edellisessä vaihtoehdossa, mutta pysyy lupaehtojen rajoissa. Merkittäviä eroja veden korkeudessa Pöyliöjärven ja Kuumalammen välillä ei synny (kuva 28), mikä näkyy myös kohtuullisina virtaamina Kuumalammen salmessa (kuva 29).

19 Kuva 28. Pöyliöjärven ja Kuumalammen laskennalliset vedenkorkeudet. Kuva 29. Virtaama Kuumalammen salmessa. Vuositasolla jokiveden keskimääräinen osuus on Kuumalammen alueella 60 % ja Pöyliössä 25 30 % (kuva 30-31). Jokivedet leviävät suuremmista purun aikaisista virtausnopeuksista johtuen paremmin koko järven alueella kuin laskentavaihtoehdossa 3. Jokiveden leviämistä aikasarjoina on esitetty liitteessä 1. Animaatio lisävesien leviämisestä on selvityksen liitteenä erillisellä cd-levyllä.

20 Kuva 30. Jokiveden keskimääräinen %-osuus vuoden laskentajakson aikana. Kuva 31. Prosentuaalinen aika, jolloin jokiveden osuus alueella yli 50 % sekä maksimi prosentin alueellinen jakauma. 4.5 Laskenta 5. Kemijärvestä lisävettä talvella (3 kk) teholla 1 m 3 /s Tässä vaihtoehdossa pumppaussuunta on käännetty kuten laskentavaihtoehdossa 2 ja lisäksi johdetaan talvella kolmen kuukauden ajan lisävettä teholla 1m 3 /s Pöyliön pumppaamon kautta. Poisto tapahtuisi painovoimaisesti Kuumalammesta. Suuret vesimäärät nostavat Pöyliöjärven pintaa ja poistokanavan rajoittaessa ulosvirtaamaa Pöyliöjärven pinta vaihtelee pumppausrytmiikan mukaisesti nousten 15 20 cm pumppausmääristä riippuen. Pumppausjakson päätyttyä vedenpinnat tasaantuvat (kuva 32). Salmessa pumppausten aikana virtaamat ovat suuria, tasoa 4 5 m 3 /s (kuva 33).

21 Kuva 32. Pöyliöjärven ja Kuumalammen laskennalliset vedenkorkeudet. Kuva 33. Virtaama Kuumalammen salmessa. Suurista pumppausmääristä johtuen jokivesiosuudet ovat suuria, Pitkäperänkin alueella noin kolmannes vesistä on jokivettä (kuva 34). Hetkellisesti esiintyy pohjoisosassa laajoja alueita, jotka ovat lähes täysin Kemijärven vettä (kuva 35). Jokiveden leviämistä aikasarjoina on esitetty liitteessä 1.

22 Kuva 34. Jokiveden keskimääräinen %-osuus vuoden laskentajakson aikana. Kuva 35. Prosentuaalinen aika, jolloin jokiveden osuus alueella yli 50 % sekä maksimi prosentin alueellinen jakauma. 4.6 Laskenta 6. Kemijärvestä lisävettä talvella (3 kk) teholla 1 m 3 /s Kattiperän kautta Kun Kemijärven vettä johdetaan talvella Kattiperään 3 kuukauden ajan teholla 1 m 3 /s, ja vesi poistetaan nykyisillä pumppausjärjestelyillä, vedenpintojen korkeusvaihtelu on luokkaa 20 cm (kuva 36). Järjestelyt eivät koske Kuumalammen aluetta, jolloin tämän alueen virtaamat eivät juuri muutu nykytilasta. Pöyliöjärven keski- ja pohjoisosan jokiveden prosenttiosuudet ovat tällä vesimäärällä 20 % -luokkaa (kuva 37). On luonnollista, että tällöin Kattiperällä jokivesiosuudet ovat suuria (kuva 38). Jokiveden leviämistä aikasarjoina on esitetty liitteessä 1.

23 Kuva 36. Pöyliöjärven ja Kuumalammen laskennalliset vedenkorkeudet. Kuva 37. Jokiveden keskimääräinen %-osuus vuoden laskentajakson aikana. Kuva 38. Prosentuaalinen aika, jolloin jokiveden osuus alueella yli 50 % sekä maksimi prosentin alueellinen jakauma.

4.7 Laskennan epävarmuustekijät Vesistömalli on yksinkertaistettu matemaattinen kuvaus vesien liikkeistä ja aineiden kulkeutumisesta. Lähtökohtana on malliin syötetty vesistön morfometria, tunnetut luonnon vakiot ja yleiset virtausyhtälöt. Malli laskee annettujen lähtötietojen perusteella syntyvät virtauskentät ja suunnat, aineiden laimentumisen ja poistuman vedestä esimerkiksi sedimenttiin. Vesiluonnossa tapahtumat ovat paljon monimutkaisempia ja siellä tapahtuu prosesseja, joita mallissa ei ole huomioitu, kuten virtausten ja aallokon aiheuttamaa resuspendaatiota. Veden laatu vaihtelee vuosittain mm. hydrologisten ja meteorologisten vaihtelujen vuoksi, vuodet eivät ole veljeksiä. Täsmälleen laskennassa käytettyä vuotta pitoisuuksien, virtaamien tuulien osalta ei ole, joten tuloksia on tarkasteltavan tätä taustaa vasten. Epävarmuustekijöistä huolimatta laskenta kuvaa aineiden keskimääräistä kulkeutumista ja leviämistä vesistössä eri laskentatilanteissa ja se kuvaa muutoksia samankaltaisissa hydrologisissa oloissa ja antaa hyvän pohjan tulosten perusteella arvioida muutoksia vesiluonnossa. Tarkastelussa on pääpaino kiinnitettävä laskennallisten pitoisuustasojen keskimääräisiin muutoksiin vesistön eri osissa eri kuormitustilanteissa. Virtausmittausten puuttuessa varsinaista mallin verifiointia virtauskenttien ja vedenlaadun osalta ei voitu tehdä, mutta tulosten oikeellisuutta arvioitiin muista mallinnuksista saadun kokemusperäisen tiedon avulla. Ahvensalmen ylittävää siltaa ei ole laskelmissa huomioitu, joten silta-aukot voivat mitoituksesta riippuen padottaa lisää vesipintoja. 24 4.8 Yhteenveto jokiveden sekoittumisesta Vertailtaessa eri laskentavaihtoehtojen eroja, voidaan todeta, että parhaiten vedet näyttäisivät sekoittuvan vaihtoehtojen 4 ja 5 mukaisin järjestelyin (taulukko 1). Tulos on samansuuntainen, käytetäänpä kriteerinä jokiveden osuutta tilavuudesta tai pinta-alasta. Taulukko1. Vertailu sekoittumisen tehokkudesta eri laskentavaihtoehtojen osalta. Vaihtoehdossa 5 joudutaan uusimaan käytännössä Pöyliönsalmen ison pumppaamon rakenteet pumppaussuunnan vaihdon takia, mikä on kallis toimenpide. Lisäksi joudutaan rakentamaan uudet poistojärjestelyt. Vaihtoehdon 4 sekoitusteho on lähes yhtä hyvä, mutta tekninen toteutus on paljon yksinkertaisempaa, koska poisto tapahtuisi nykyisillä pumpuilla. Lisäksi vaikutukset tuntuisivat voimakkaimmin alueella, missä järven käyttö on intensiivisintä. Kemijärven vedenpinnan ollessa selvästi Pöyliöjärven pintaa korkeammalle voidaan veden sisäänotto järjestää painovoimaisesti valmiiseen patoon tehtävin rakentein.

Työohjelman mukaiseen jatkotarkasteluun veden laadun osalta valitaan sekoitustarkastelun perusteella vaihtoehto 4. 25 5 VAIHTOEHTO 4 MUKAISTEN VESISTÖJÄRJESTELYJEN VAIKUTUS PÖYLIÖJÄRVEN VEDEN LAATUUN 5.1 Kemijärven ja Pöyliöjärven veden laadusta Pöyliöjärven kunnostussuunnitelman (LAPELY 2010) mukaan Pöyliöjärven syvänteen happitilanne on heikentynyt kevät- ja kesäkerrostuneisuuden aikana. Kesäaikaisten kokonaisfosfori ja typpipitoisuuksien sekä a-klorofyllipitoisuuksien perusteella järvi on rehevä - lievästi rehevä. Kesällä on fosforipitoisuuksissa havaittavissa nousu, minkä arvellaan johtuvan järven sisäisestä kuormituksesta. Järvessä on suunnitelman tietojen perusteella esiintynyt runsaasti limalevää, joka haittaa järven virkistyskäyttöä. Limalevät (Gonyostomum) tarttuvat esimerkiksi uimarin iholle ja rikkoutuvat kuivattaessa liaten ihon pinnan. Limaleviä on Euroopassa ainakin neljää lajia, havaintoja Saksasta on 1800-luvulta asti. Eroja näyttäisi olevan lajien esiintymisessä, mutta ei käy selväksi, voiko eri lajit tunnistaa valomikroskoopilla. Ensimmäinen Gonyostomum-havainto on Suomesta vuodelta 1894, ensimmäinen massaesiintymä havainnoitiin vuonna 1978. Haitallisia esiintymiä on Suomessa ollut 1980-luvulta alkaen. Levä levisi napapiirin pohjoispuolelle 1980-luvun lopulla. Säilöntäaineena aiemmin käytetty formaldehydi tuhoaa Gonyostomum-solut, joten säilöntämenetelmällä on varmasti osuutta tehtyihin havaintoihin. Yleensä esiintymismaksimi on loppukesällä. Limalevän esiintymisen kasvun on arvioitu johtuvan mm. turvemaiden ojitusten lisääntymisestä, hajakuormituksesta ja pistekuormituksesta tai happamoitumisesta, mutta mikään näistä tekijöistä ei selitä ainakaan yksistään levän voimakasta leviämistä. Levän ekologiasta tiedetään mm. seuraavaa: - esiintyminen korreloi väriluvun ja erityisesti fosforin määrän kanssa - ensimmäiset löydöt pienistä tummista ja happamista järvistä, mutta sittemmin löydetty myös suurista ja kirkkaista - ph:n ja esiintymisen välillä ei ole korrelaatiota, vaan esiintyminen näyttää perustuvan humuksen (50-60 mgpt/l tai 10 mg DOC/l) ja ravinteiden määrään - massaesiintymiä syntyy, kun ph alhainen ja vesi tummaa - epäedullisina aikoina selviytyy pallomaisina kysteinä sedimentissä - vaeltaa vesikerroksesta toiseen: aamulla pintaan, illalla alemmas. On viitteitä siitä, että saattaa käydä matalan järven pohjalla asti "syömässä" - hapeton tai kylmä hypolimnion (kylmä alusvesi) saattaa toimia turvapaikkana, jossa limalevä välttyy saalistavalta eläinplanktonilta. Vaikuttaa siltä, että limalevä voi sopeuttaa aineenvaihduntansa sekä hapellisiin että hapettomiin olosuhteisiin, mistä voi olla kilpailuetua - ilmeisesti mm. eläinplaktonin ja suurempien eliöiden saalistus säätelee osittain massaesiintymien syntymistä - sietää myös alhaisia lämpötiloja (jopa + 4 astetta mitattu), ja alhaisissa lämpötiloissa oleskelu auttaa säästämään energiaa ja siten antaa kilpailuetua - sekä suvullista että suvutonta lisääntymistä, elinkierto monimutkainen ja osin tuntematon Ravinnepitoisuuksien lasku ja orgaanisen aineksen väheneminen sekä valon lisääntyminen voisivat siten teoriassa heikentää limalevän elinoloja. Toisaalta levä on

erittäin sopeutuvainen, joten se sietää melko hyvin pienehköjä muutoksia veden laadussa ja lämpötilassa. Kemijoen yhteistarkkailun ja viranomaisseurannan yhteydessä on seurattu veden laatua Kemijärven ylittävän sillan kohdalla ja Pöyliöjärven syvänteessä (kuva 39). Lisäksi vedenlaaturekisterissä on joitain yksittäisiä havaintoja Pöyliöjärven tulovesistä. Kuten jo aiemmin todettu, lisävesien johtamisen vaikutus on paljon kiinni Pöyliöjärven ja Kemijärven veden laatueroista sekä Pöyliöjärven alusveden happitilanteen kehityksestä. 26 Kuva 39. Vedenlaadun seurantapaikat Pöyliöjärvessä ja Kemijärvessä (Hertta-tietokanta). Pöyliöjärvessä alusveden happitilanne käy toistuvasti heikkona, mikä aiheuttaa ravinteiden liukenemista pohjasedimentistä vesifaasiin, mikä näkyy erityisesti fosforin pitoisuuden vaihteluna alusvedessä (kuva 40). Täyskiertojen aikana alusveden fosforit voivat sekoittua koko vesimassaan nostaen näin myös pintaveden pitoisuuksia. Kemijärven happitilanne ja ravinnepitoisuustasot ovat selvästi vakaampia ja ravinnepitoisuudet ovat pienempiä (kuva 41). Vuosikeskiarvona vuosina 2005-2011 Kemijärven pintaveden fosforipitoisuus oli 18 µg/l ja typpipitoisuus 311 µg/l. Vastaavana ajankohtana Pöyliöjärven pintaveden fosforipitoisuus oli 27 µg/l ja typpipitoisuus 538 µg/. Yleensä vesinäyte alusvedestä otetaan syvyydeltä 1 m pohjasta. Vaikka vesinäytteessä olisikin vielä jonkin verran happea, käytännössä sedimentin yläosa on usein täysin hapetonta ja pelkistyneessä tilassa, jolloin rautaa ja fosforia liukenee veteen. Sedimentin ravinnevarastot ovat hyvin suuria, joten käytännössä sedimentissä on ehtymätön fosforivaranto.

27 Kuva 40. Pöyliöjärven happi sekä kokonaisfosfori ja typpitoisuus vuosina 2001-2011 eri vesikerroksissa.

28 Kuva 41. Kemijärven pintaveden (1 m) happi sekä kokonaisfosfori ja typpitoisuus vuosina 2001-2011.

5.2 Vaihtoehdon 4 mukaisen lisäveden vaikutus Pöyliöjärven veden laatuun Vesistömallin avulla arvioitiin Kemijärven lisävesien vaikutusta Pöyliöjärven veden kokonaisfosfori- ja typpipitoisuuksiin. Laskennassa Pöyliöjärven lähtötilanteen pitoisuudeksi annettiin 22 µgp/l pinnassa ja 30 µgp/l pohjassa. Typen osalta vastaavat luvut olivat, pinta 500 µgp/l ja pohja 650 µgn/l. Tulovesien eli Peuraojan ja Myllyojan pitoisuudet arvioitiin karkeasti havaintojen perusteella. Ojavesien vaikutus Pöyliöjärven ravinnepitoisuuksiin on vähäinen, joten tulosten kannalta ojien pitoisuuksilla ei ole suurta merkitystä. Lisäksi on huomattava, että pitoisuudet ovat samat kaikissa laskentavaihtoehdoissa. Ravinteiden poistumana käytettiin yleisesti käytettyjä keskimääräisiä arvoja. Pumpattavan lisäveden ravinnepitoisuutena käytettiin havaintojen perusteella arvioituja kuukausittain vaihtuvia arvoja (kuva 42). 29 Kuva 42. Mallissa käytetyt pumpattavan veden ravinnepitoisuudet. Nykytilassa fosforin pohjakuormitukseksi arvioitiin noin 0,8 kg/d. Pohjakuormituksen arvioitiin purkautuvan alusveteen nykytilassa huhtikuussa ja heinäkuussa pohjoiseen syvänteeseen (45 ha) noin kuukauden ajan ja eteläiseen syvänteeseen (4 ha) noin 0,5 kuukauden ajan. Em. lähtöarvo-oletuksilla saatiin Pöyliöjärven laskennalliseksi nykytilan fosforipitoisuudeksi 24 µg/l ja typpitoisuudeksi noin 500 µg/l (kuva 43).

30 Kuva 43. Pöyliöjärven laskennalliset nykytilapitoisuudet vuosikeskiarvona. Vasemmalla pintaveden keskipitoisuus, oikella maksimipitoisuudet. Eräs keskeinen kysymys Pöyliöjärven ravinnepitoisuuksien, erityisesti fosforin osalta, on sillä, vaikuttaako veden vaihdon lisääminen järven sisäiseen kuormitukseen. Sisäisen kuormituksen merkitystä tulosten kannalta arvioitiin laskemalla lisävesien vaikusta oletetulla nykyisellä pohjakuormalla, sekä tilanteessa, missä pohjakuormitus on pudonnut puoleen nykyisestä. Kuvasta 44 voidaan päätellä, että pohjakuormituksen vaikutus alusveden fosforipitoisuuteen on vuositasolla noin 2 4 µg/l.

31 Kuva 44. Pöyliöjärven laskennallinen pohjakerroksen fosforipitoisuus laskentavaihto ehdolla 4 oletetulla pohjakuormituksella (vasen kuva) ja kun pohjakuormitus on puolet arvioidusta (oikea kuva). Laskentavaihtoehdossa lisävettä ei johdeta talvella, joten virtaukset eivät talviaikana muutu. Sen sijaan kesäaikana pohjakuormitus loppunee happitilanteen parantumisen myötä lähes kokonaan. Käyttämällä Kemijärvestä johdettavan hapen keskimääräisenä happipitoisuutena 8 mg/l, saadaan 1 m 3 /s virtaamalla happivirtaamaksi 691 kg/d. Suuruusluokan hahmottamiseksi mainittakoon, että järvikunnostuksessa käytettävä ilmastin siirtää happea veteen keskimäärin 100 kg/d. Sedimentin tehokas kesäaikainen tuulettuminen ja sen yläosan happitilanteen parantuminen voivat vähentää myös kevättalvista pohjakuormitusta. Olettamus voisi olla se, että lisävesien johtamisen myötä kokonaispohjakuormitus putoaa puoleen nykyisestä. Rehevyyden kannalta keskeistä on pintaveden ravinnepitoisuuden muutos kesäaikana, jolloin ravinteet ovat aktiivisia. Olettamalla, että lisävesien johtamisen myötä pohjakuormitus puolittuu, lisävesien johtaminen alentaisi laskennallisesti kesäaikaisia fosforipitoisuuksia järvessä noin 4 5 µg/l ja typpipitoisuuksia 80 200 µg/l (kuva 45). Nykyisen pitoisuustason ollessa 24 µgp/l ja 500 µn/l, tarkoittaa tämä ravinteiden osalta noin 20 30 %:n alenemaa kesäajan keskipitoisuuksissa.

32 Kuva 45. Kesän (1.6. 30.9.) keskimääräiset ravinnepitoisuuksien pitoisuusalenemat. 6 ARVIOINTI LISÄVESIEN JOHTAMISEN HYÖDYISTÄ JA KÄYTTÖKUSTANNUKSISTA Laskentojen perusteella arvioituna lisävedet näyttäisivät leviävän kohtuullisen hyvin koko Pöyliöjärven alueelle ja parempilaatuinen Kemijärven vesi alentaa ravinne pitoisuuksia. Ravinnepitoisuuksien alentumisen ja veden viipymän lyhentymisen voidaan arvioida vaikuttavan myös järven rehevyystasoon ja parantavan näin myös järven virkistyskäyttöedellytyksiä. On kuitenkin huomattava, että lisävesien johtamisen jälkeenkin ravinnepitoisuudet ovat sen verran korkeita, että järvi säilynee mesotrofisena. Lähempään tarkasteluun valittu vaihtoehto 4 tarkoittaa pumppausvesimäärien (kuva 46) kasvattamista nykytasolta noin 9,8 milj. m 3 tasolle 20 milj. m 3. Näin suurten vesimäärien siirtoon tarvitaan isot pumppaamot ja sähkötehot. Nykyisten pumppujen ottotehot ovat Pöyliösalmen pumppaamolla 50 kw ja 165 kw. Kuumalammen pumpaamolla on kaksi 12,5 kw:n pumppua. Nykyisten pumppausten energiakulut ovat olleet luokkaa Kemijoki Oy:n arvion mukaan luokkaa 40 000 vuodessa. Vaihtoehdossa 4 energiakulutus kasvaa kaksinkertaiseksi, mikä tarkoittaa myös energiakustannusten kaksinkertaistumista. Tämä tarkoittaa noin 80 000 :n energiakuluja vuodessa. Lisäksi lisääntyvä pumppujen käyttö lisää huolto- yms. ylläpitokuluja. Vaihtoehdossa 4 Pöyliöjärven pumppaamoa ei tarvitse järjestelyjen vuoksi muuttaa, joten poistopumppausten osalta ei tarvittane uusia investointeja. Lisävesien johto Kuumalampeen voidaan toteuttaa painovoimaisesti nykyisen patopenkereen läpi joko säätöpato- tai putkirakentein. Toteutus vaatii tarkemman suunnittelun, jotta investointikustannukset voidaan arvioida. Samalla Kuumalammen nykyisestä pumppauksesta ainakin kesäaikana voidaan luopua, joskin sen kustannusvaikutus on vähäinen.

Usein vesistökunnostushankkeiden suunnittelun yhteydessä toiveet järven tulevasta tilasta ovat liian korkealla. Hyötyjä tuleekin pohtia realistisesti suhteessa kasvaneisiin käyttö- ja investointikustannuksiin. 33 Kuva 46. Vaihtoehdon 4 mukaiset pumppaukset. 7 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Selvityksessä arvioitiin työohjelman mukaisesti Kemijärvestä johdettavien lisävesien vaikutuksia Pöyliöjärven virtausoloihin ja kokonaisravinnepitoi suuksiin. Arviointi perustui 3D-vesistömallin (EFDC, Environmental Fluid Dynamics Code) avulla saatuihin tuloksiin. Laskentavaihtoehtoja oli 6 kpl, jotka päätettiin aloituspalaverin pohjalta tehdyn esityksen mukaisesti ennen työn alkua yhdessä mallinnusta ohjaavan työryhmän kanssa. Sekoittumisen ja virtaamien perusteella tarkempaan tarkasteluun valittiin vaihtoehto 4, missä Kemijärvestä johdetaan kesällä 4 kuukauden ajan lisävesiä painovoimaisesti Kuumalammen kautta ja poistetaan nykyisillä Pöyliön pumpuilla. Olettamalla, että lisävesien johtamisen myötä pohjakuormitus puolittuu, lisävesien johtaminen alentaisi laskennallisesti kesäaikaisia fosforipitoisuuksia järvessä noin 4 5 µg/l ja typpipitoisuuksia 80 200 µg/l. Nykyisen pitoisuus tason ollessa luokkaa 24 µgp/l ja 500 µgn/l, tarkoittaa tämä 20-30 %:n kokonaisravinteiden alenemaa kesäajan keskipitoisuuksissa. Ravinnepitoisuuksien alentumisen ja veden viipymän lyhentymisen voidaan arvioida vaikuttavan myös järven rehevyystasoon ja parantavan näin myös järven virkistyskäyttöedellytyksiä. Lisävesien johtamisen jälkeenkin ravinnepitoisuudet ovat sen verran korkeita, että järvi säilynee mesotrofisena. Vaihtoehto 4 tarkoittaa pumppausvesimäärien kasvattamista nykytasolta noin 10 milj. m 3 luokkaa tasolle 20 milj. m 3. Näin suurten vesimäärien siirto tarvitsee isot pumppaamot ja sähkötehot. Pumppauksen nykyiset energiakulut ovat olleet noin 40 000 vuodessa. Vaihtoehdossa 4 energiakulutus kasvaa hieman yli

kaksinkertaiseksi, mikä tarkoittaa energiakulun kasvuna noin 40 000 45 000 vuodessa. Lisäksi lisääntyvä pumppujen käyttö lisää huolto- yms. ylläpitokuluja. 34 Mikäli lisävesien johtamisen investointikustannukset jäävät kohtuulliseksi, voisi olla järkevää testata toteutusta käytännössä esimerkiksi kolmen vuoden ajan ja seurantatulosten ja kenttämittausten perusteella sen jälkeen päättää jatkosta. Ennen kokeilua tulee muiden teknisten ratkaisujensuunnittelun yhteydessä selvittää Ahvensalmen silta-aukkojen koko ja niiden vetokyky. Täysmittakaavaisen pilotin yhteydessä voitaisiin myös juoksutusjärjestelyä kehittää edelleen, mm. johtamalla osa lisävedestä tammi-helmikuussa, jolloin Kemijärven veden pinta yleensä on vielä Pöyliöjärven veden pintaa korkeammalla.

35 LIITE 1. Aikasarjat jokiveden %-osuus Laskenta 3 100 80 60 Sääskisaari Lakkisaari Lintuniemi Pitkäperä Kuumalampi 40 20 0 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12.

36 LIITE 1. Aikasarjat, jatkuu

37 LIITE 1. Aikasarjat, jatkuu jokiveden %-osuus Laskenta 6 100 80 60 Sääskisaari Lintuniemi Kuumalampi Lakkisaari Pitkäperä 40 20 0 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12. Aikasarjojen tulostuspisteet