BOREAL BIOREF OY KEMIJÄRVEN BIOJALOSTAMON YMPÄRISTÖVAIKUTUSTEN ARVIOINTISELOSTUS LIITE 6

Kemijärven biotuotetehtaan vesistövaikutusten arviointi virtaus- ja vedenlaatumallilla Raportti 21.2.217 (v7) Hannu Lauri, YVA Oy Sinimäentie 1 B, 263 Espoo puh: 9-71 868 fax: 9-71 8682 email: hannu.lauri@eia.fi Sisältö 1. Tutkimuksen sisältö, tavoitteet ja laskentamallit...2 1.1. Sisältö ja tavoitteet...2 1.2. Laskentamallit...2 2. Tutkimusalue ja mallihila...3 2.1. Mallihila...3 3. Virtauslaskenta...5 3.1. Laskentamenetelmä...5 3.2. Tulo- ja lähtövirtaamat...5 3.3. Veden lämpötilatiedot...6 3.4. Laskentajaksot...6 3.5. Vedenkorkeudet ja Termusniemen pohjapato...9 3.6. Säätiedot...9 3.7. Vedenlaatumittauksista...12 3.8. Lasketut virtaukset...17 4. Purkupaikat ja kuormitukset...22 4.1. Purkupaikat...22 4.2. Lämpökuormitus...23 4.3. Jätevesikuormitus...23 4.4. Sekoittuminen päästöputken lähialueella...23 5. Jäädytysveden aiheuttaman lämmönnousun arviointi...25 5.1. Piste P1, kesät 21 ja 26...25 5.2. Piste P2, kesät 21 ja 26...28 5.3. Lämpöpäästön laskenta talvitilanteissa...32 5.4. Vertailu maaliskuun 27 mittaukseen...33 5.5. Piste P1, talvet 211-212 ja 213-214...36 5.6. Piste P2, talvet 211-212 ja 213-214...41 5.7. Lämpöpäästö vakio-olosuhtessa, kuormituspisteet P1 ja P2...46 6. Jätevesikuormituksen aiheuttama pitoisuusnousu...48 6.1. Piste P1, kesät 21 ja 26...48 6.2. Piste P2, kesät 21 ja 26...62 6.3. Piste P1, talvet 211-212 ja 213-214...75 6.4. Piste P2, talvet 211-212 ja 213-214...88 6.5. Jätevesipäästö vakio-olosuhteissa, kuormituspisteet P1 ja P2...11 7. Yhteenveto...13 8. Lähdeluettelo...15

1. Tutkimuksen sisältö, tavoitteet ja laskentamallit 1.1. Sisältö ja tavoitteet Tutkimuksessa arvioitiin suunnitellun biotuotetehtaan jäähdytysvesien ja jätevesikuormitusten vaikutuksia Kemijärven vedenlaatuun, lämpötiloihin ja jäätilanteeseen numeerisella 3D-virtaus- ja vedenlaatumallilla. Tavoitteena oli selvittää suunnitellun tehtaan aiheuttamien kuormitusten vaikutusalue, pitoisuusnousun määrä, sekä talvella jäätilanteen muutos. 1.2. Laskentamallit Virtaus- ja vedenlaatulaskennat on tehty YVA Oy:n 3D virtaus- ja vedenlaatumalleilla. Kyseiset mallit on kehitetty alunperin 199-luvulla, minkä jälkeen sekä malleja, että käytettyjä mallinnusmenetelmiä on kehitetty jatkuvasti uusien laskentamenetelmien, laskentakapasiteetin ja lähtötietojen saatavuuden kehittymisen myötä. Vuoden 216 lopussa YVA:n mallityökalut ovat olleet käytössä yli 25:ssa sovelluksessa Suomessa ja ulkomailla. Lämpöpäästöjä on laskettu sekä järvi- että rannikkoalueille pienille (tehtaat) ja suurille lämpöpäästöille (ydinvoimalat). Sellu- ja biotuotetehtaiden yva-arviointeihin liittyviä mallisovelluksia on vuoden 21 jälkeen tehty Äänekoskelle, Kuopioon ja Kemin edustalle. Tarkempi referenssilista tehdyistä mallisovelluksista löytyy nettiosoitteesta www.eia.fi. Mallin tarkempi dokumentaatio löytyy lähteestä Koponen et.al, 28. Kemijärvi on monimuotoinen, kerrostuva ja säännöstelty järvi, jossa on voimakas läpivirtaus. Järvi jäätyy talvisin ja kevättulva on voimakasa. Laskentamallille tämä asettaa ainakin seuraavia vaatimuksia: Käytettävän laskentamallin vaakaresoluution on oltava riittävä siiheen, että järven topografia, kuten kapeat salmet ja virtauskanavat pystytään esittämään mallihilassa. Mallin syvyyssuuntaisen tarkkuuden on oltava riittävä, jotta lämpötilakerrostuminen ja säännöstelystä aiheutuva vedenpinnan vaihtelu pystytään toistamaan tarpeellisella tarkkuudella. Mallin on pystyttävä laskemaan muuttuva vedenpinta talviolosuhteissa. Mallissa on oltava jäälaskenta, jonka avulla voidaan arvioida paikallisen lämpöpäästön vaikutuksia jäätilanteeseen. Mallissa on käytettävä syvyyssuuntaisen sekoittumisen lasketaan turbulenssimallia, sillä sekoittuminen vaihtelee voimakkaasti riippuen siitä, onko jokin alue läpivirtausreitillä vai ei. YVA:n mallikokonaisuuden voi katsoa täyttävän em. vaatimukset. Vaakaresoluution osalta mallilaskentoja on tehty useampaan kohteeseen aikaisemmin 1 m tai tarkemman tarkkuuden mallihilaa käyttäen (Esim. Kallavesi, Luodonjärvi, Äänekoski). Veden lämpötila- ja suolaisuuskerrostumista on laskettu ja vertailtu mittauksiin useassa aikaisemmassa sovelluksessa sekä rannikkoalueilla että järvillä (Esim. Haminan edusta, Lake Druksiai). Jäälaskentaa on puolestaan käytetty lämpöpäästölaskentojen yhteydessä useammassa sovelluksessa (esim. Fennovoima, Olkiluoto, Ajos). Virtaus- ja vedenlaatulaskentaa muuttuvalla vedenkorkeudella on puolestaan tehty aikaisemmin Lokan ja Porttipahdan tekojärvien laskennassa, sekä Tonle- Sap järvellä Kaakkois-Aasiassa. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 2

2. Tutkimusalue ja mallihila Tutkimuksen kohdealue on Kemijärvi, joka sijaitseen noin 66 leveysasteen tietämillä Kemijärven kunnassa. Järvi on tyypiltään läpivirtausjärvi ja se on voimakkaasti säännöstelty. Järven pinta-ala on vedenkorkeudella 148,8 m 23 km 2 ja keskisyvyys noin 5 metriä (Marttunen et al., 24). Järven viipymä normaalivedenkorkeudella ja keskimääräisellä lähtövirtaamalla on noin 2kk. Kevättulva toukokuussa on merkittävä, ja sen tuoma vesimäärä ylittää tyypillisesti järven tilavuuden. 2.1. Mallihila Laskennassa käyttetty mallihila kattaa Kemijärven Varriovaaran tasolta pohjoisessa Seitakorvan voimalaitoksen kanavan alkuun etelässä. Kesätilanteet laskettiin 3-dimensioisella tasakokoisella mallihilalla, jonka ruutukoko oli 75 x 75 m. Syvyyssuunnassa käytettiin 17 mallikerrosta. Pinnalta 11 m syvyydelle käytettiin yhden metrin kerrossyvyyttä ja tästä alaspäin 2 m kerroksia pois lukien alin kerros, jonka syvyys oli 4 m. Laskentahila on esitetty kuvassa 1 ja tarkemmat hilan tiedot taulukoissa 1 ja 2. Syvyystiedot saatiin maanmittauslaitoksen nettisivuilta haettavissa olevasta maastotietokannasta, joka sisälsi myös Kemijärven syvyystiedot (Maanmittauslaitos 216). Kartan syvyystiedot olivat tarkan mallihilan tekemiseen jonkin verran puutteelliset, esim. järven pohjoisosassa karttatiedoissa on ainoastaan kolmen metrin välein olevat syvyyskäyrät ja esim. uomien tarkemmat syvyydet jäävät arvailun varaan. Kemijärven siltojen ja pohjapadon välistä aluetta jouduttiin täydentämään arvioimalla kanavien kohdalle yksittäisiä pistesyvyyksiä hilagenerointia varten. Taulukko 1: Hilakoppien syvyysrajat Taso Syvyys (m) Taso Syvyys (m) 1-1 11 1-11 2 1-2 12 11-13 3 2-3 13 13-15 4 3-4 14 15-17 5 4-5 15 17-19 6 5-6 16 19-21 7 6-7 17 21-25 8 7-8 9 8-9 1 9-1 Taulukko 2: Hilan tiedot Taso Hilakoppeja Hilakoppeja Hilaruudun Koko, vaaka- Koko, pystynro vaakasuunta pystysuunta koko (m) suunta (km) suunta (km) 1 495 496 75 37.1 37.2 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 3

Syvyys (m) 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2.5 1 km Kuva 1: Mallihila, ylempänä koko järvi, alempana järven yläosa viitostien ja pohjapadon väliltä. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 4

3. Virtauslaskenta 3.1. Laskentamenetelmä Sovelluksessa kesätilanteille käytettiin seuraavia laskenta-asetuksia: Mallin laskentahilana käytettiin neliöhilaa, jossa syvyyssuunnassa hilatasojen syvyydet ovat vakioita. Vertikaalisuuntaisen turbulenssin laskennassa käytetään k-e turbulenssimallia Vaakasuuntainen turbulenssi lasketti Smagorinskyn mallilla Liikemäärä laskettiin käyttämällä epälineaarisia liikeyhtälöitä Veden lämpötila laskettiin ottaen huomioon alkuarvot, reuna-arvot ja veden pinnan energiatasapaino. Lämpötilan laskennassa otettiin huomioon tiheysvaikutukset Lämpötilan ja aineiden kulkeutumisen laskentaan käytettiin upwind-algoritmia Kesätilanteiden laskennassa virtausmallilla laskettiin ensin dynaamiset virtauskentät, eli virtaukset laskettiin ajallisesti muuttuvana mitattuja olosuhdetietoja (säätilanne, tulo- ja menovirtaamat) käyttäen. Vedenlaatu laskettiin tämän jälkeen erikseen virtausmallin tuottamia 3h välein tallennettuja virtauskenttiä käyttäen. Tuuli- ja pohjakitkalle käytettiin tyypillisiä arvoja (.12 ja.25) Talvijaksolla vedenkorkeus muuttuu voimakkaasti, eikä kesälaskennassa käytettyä laskentatapaa voitu soveltaa suoraan. Talvijakson jäteveden kulkeutumisen laskenta tehtiin malliasetuksilla, jossa vedenkorkeuden muuttuminen otetaan huomioon. Laskenta-asetuksia jouduttiin kuitenkin yksinkertaistamaan seuraavasti: vaakasuuntainen turbulenssi laskettiin vakiokertoimella, liikemäärä lineaarisilla yhtälöillä ja veden lämpötilaa ei erikseen laskettu. Laskentatavan arvioitiin vastaavan riittävän hyvin todellista tilannetta päästöpaikan lähialuetta lukuunottamatta. Talvella jääkerros peittää käytännössä järven koko jakson ajan joilloin vaakasuuntaisen sekoittumisen merkitys on pienempi kuin kesällä. Talvella myös veden lämpötila pysyy melko vakiona koko jääpeitteisen ajan. Aineiden kulkeutuminen laskettiin suoraan virtausmallilla. Jäätilanteen muuttuminen ja lämpöpäästön leviäminen talvella laskettiin laskenta-asetusten osalta jäteveden talvikulkeutumista vastaavasti, paitsi että lämpötila otettiin laskennassa huomioon, ja vedenkorkeuden muutos huomioitiin laskemalla jäätilanne kahdella eri vakiovedenkorkeudella muuttuvan vedenkorkeuden sijasta. Jäälaskennassa käytettiin myös pienempää kerrospaksuutta pintakerroksessa, jolloin lämmön kulkeutuminen jääkerroksen lähellä toimi paremmin kuin paksummalla kerroksella. Valittuja laskentamenetelmiä käyttämällä on pyritty todellisuutta vastaavaan virtausten kuvaamiseen nykytason mallitietämyksen, käytettävissä olevan laskentatehon ja aikataulun antamissa rajoissa. 3.2. Tulo- ja lähtövirtaamat Kemijärveen virtaa pohjoispäästä Kemijoki, joka on järven tulevista virtaamista selvästi suurin. Muita yli 5 m 3 /s vuosikeskiarvoltaan olevia virtaamia ovat Jumiskon voimalaitoksen lähtövirtaama järven kaakkoisosassa ja järven itäpäähän laskeva Käsmäjoki. Lisäksi järveen laskee useampia alle 5 m 3 /s keskimääräisen vuosivirtaaman omaavia jokia, joista malliin otettiin kesätilanteessa mukaan mukaan Kyröjoki, Suomujoki, Ailanganjoki, Alajoki ja Ruopsanjoki. Näiden pienten jokien virtaamat arvioitiin käyttämällä jokien valuma-alueen pinta-alaa ja Luiron valuma-alueen mitattua virtaamaa. Luiron valuma-alue on lähin mitattu ei-säännöstellyn pienehkön valuma-alueen virtaama Kemijoen valuma-alueella. Tulojokien virtaamat ja vastaavat valuma-alueiden pinta-alat on esitetty taulukossa 3. Virtaamien keskiarvot on laskettu jaksolta 1.1.199 1.1.216. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 5

Taulukko 3: Kemijärveen tulevat virtaamat, ja niiden vuosikeskiarvot jaksolta 199-215 Jokivirtaama Yläp.ala km 2 Valuma m 3 /s/km 2 Q m 3 /s x Luiro Kemijoki Kemijärveen 2328.112 258.6 - Seitakorva 27375.115 315.3 - Jumisko 1283.113 14.5 - Luiro 1316.143 18.8 - Käsmäjoki 127.135 16.3.868 Kyröjoki 18.135 2.43.129 Ruopsanjärvi 164.135 2.21.118 Alajärvi 185.135 2.5.133 Tossanselkä 149.135 2.1.17 Suomujoki 193.135 2.61.139 Kemijoen Kemijärveen tuleva virtaama on arvioitu järven vedenkorkeuden, järven tilavuuden, tunnettujen tulovirtaamien ja lähtevän virtaaman perusteella. Laskettu virtaama varmistettiin vielä vertaamalla sitä Yläkemijoen, Kitisen ja Luiron virtaamat yhteen laskemalla saatuun tulovirtaamaan. Luiron, Jumiskon, Seitakorvan, Yläkemijoen ja Kitisen virtaamatiedot poimittiin SYKE:n Hertta tietokannasta (Hertta 216). 3.3. Veden lämpötilatiedot Järveen laskeville joille tarvitaan mallissa lämpötilatiedot. Kemijärveltä ei löytynyt suoraan mitattuja lämpötilatietoja, joten lämpötilatietoina käytettiin lähintä saatavilla olevaa mittaustietoa, eli Unari-järveltä mitattua vedenlämpötilaa. Mittaukset saatiin Hertta-tietokannasta (Hertta 216). Avovesiaikana tulovirtaamien lämpötilat asetettiin suoraan mittaustiedoista lineaarisesti interpoloiduksi lämpötila-arvoksi. Talvella tulojokien lämpötilat asetettiin - 2 m syvyydellä arvoon.1 C ja yli 2m syvyydellä arvoon.2 C. Laskennan alkuarvoksi tarvitaan myös järven veden lämpötila. Laskenta on hyvä aloittaa tilanteesta, jossa koko järvi on hyvin sekoittunut lämpötilan osalta, ts. kevät- tai syyskierron jälkeen. Kemijärvellä on voimakas kevättulva, joka täyttää talven aikana säännöstelyn seurauksena tyhjentyneen järven pääaltaan, sekä vaihtaa samalla järven pohjoisosan veden. Kesäjaksojen laskenta aloitettiin kevättulvan jälkeisestä tilanteesta (ajankohta vaihtelee, noin 15.5 1.6.). Tulvan jälkeiseksi veden lämpötilaksi asetettiin koko järvelle 4 C. Syksyllä järven jäätyminen alkaa tyypillisesti marraskuun alussa, ja syyskierto tapahtuu tätä ennen, tyypillisesti lokakuun jälkimmäisellä puoliskolla. Jätevesien osalta talvilaskennan aloitus asetettiin marraskuun alkuun, jolloin järvi ei vielä tyypillisesti ole jäätynyt. 3.4. Laskentajaksot Jäteveden leviämisen osalta määräävänä tekijänä järven yläosassa on järven läpivirtaus: mitä suurempi virtaus sitä suurempaan vesimäärään jätevesi sekoittuu ja sitä pienemmäksi kuormituksen aiheuttama pitoisuuksien nousu jää. Jäteveden laskennan kannalta laskentaan on hyvä valita virtaaman osalta keskimääräinen jakso avovesijakso edustamaan tyypillistä tilannetta, sekä lisäksi vähävirtainen jakso edustamaan tilannetta, jossa kuormituksen aiheuttama pitoisuusnousu on suurin. Lämpöpäästön osalta määrävinä tekijöinä on läpivirtauksen lisäksi ilman lämpötila. Keskimääräisen jakson lisäksi huonointa tilannetta edustavaksi jaksoksi tarvitaan siten avovesijakso jolla virtaus on pieni ja ilman lämpötila korkea. Talvitilanteessa jäteveden laimenemiseen vaikuttaa pääasiassa järven tulovirtaama. Keskimääräisen tilanteen lisäksi huonointa tilannetta edustaa siten talvi, jossa tulovirtaamat ovat pieniä. Jääpeitteen pysymisen kannalta huonoin tilanne on silloin kun virtaama on pieni ja talvikuukausien ilman lämpötila on keskimääräisen yläpuolella. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 6

Laskentajaksojen valintaa varten laskettiin ERA-Interim säätiedoista (Berrisford et al. 211) ilman keskilämpötilat kesäjaksoille 1.6 1.9. ja talvijaksoille 15.11 15.4. vuosille 2-216. Lämpötilat on esitetty kuvassa 2 ja taulukossa 5. ERA-interim säätietoja käytettiin, koska Ilmatieteen laitoksen säätietoja Kemijärven Lentokentältä ei ollut saatavilla koko em. jaksolle. Keskivirtaamat lasketiin Kemijärveen tulevan virtaaman tiedoista (ks.kappale Tulo- ja lähtövirtaamat). Kesä- ja talvijaksojen keskimääräiset virtaamat on esitetty kuvassa 3 ja taulukossa 5. Laskentavuosiksi valittiin mainittujen valintakriteerien perusteella seuraavat jaksot: Taulukko 4: Vuosien 2-215 kesä- ja talvijaksojen lämpötilat ja tulovirtaamat. keskimääräinen kesä 21 pienivirtaamainen ja lämmin kesä 26 keskimääräinen talvi 211-212 pienivirtaamainen ja lämmin talvi 213-214 Taulukko 5: Vuosien 2-215 kesä- ja talvijaksojen lämpötilat ja tulovirtaamat. Kesä Talvi Q kesä Q talvi T Kesä T talvi 2 2-21 45.4 231.4 13.12-7.73 21 21-22 187.3 184.5 13.38-8.12 22 22-23 21.1 186.9 14.36-9.9 23 23-24 162.9 15.7 13.37-7.63 24 24-25 241.8 214.8 12.7-7.32 25 25-26 251.5 232.3 14.4-8.49 26 26-27 164.3 142.7 14.46-6.18 27 27-28 263.2 21.2 13.4-5.54 28 28-29 378. 199.7 11.24-6.67 29 29-21 178.8 173.8 12.87-9.28 21 21-211 254.9 171.7 12.95-9.94 211 211-212 231.1 195.1 14.44-7.12 212 212-213 283.9 213. 12.14-8.7 213 213-214 22.2 127.8 14.3-5.58 214 214-215 221. 147.7 14.7-5.27 215 215-216 41.9 217.6 11.86-6.24 k.a. 253. 186.9 13.29-7.48 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 7

Q (m3/s) Q (m3/s) Keskilämpötila (C) Keskilämpötila (C) 16 Kesäjakson 1.6-1.9 keskilämpötila 15 14 13 12 11-2 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 212 213 214 215 216 Talvijakson 15.11-15.4 keskilämpötila -4-6 -8-1 -12 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 212 213 214 215 Kuva 2: Keskilämpötilat kesä- ja talvijaksoilta, vuodet 2-215, ERA-interim säätiedot 45 4 Kesäjakson 1.6-1.9. keskimääräinen virtaama 35 3 25 2 15 1 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 212 213 214 215 216 3 28 Talvijakson 15.11-15.4 keskimääräinen virtaama 26 24 22 2 18 16 14 12 1 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 212 213 214 215 Kuva 3: Keskivirtaamat kesä- ja talvijaksoilta, vuodet 2-215, Kemijoki Kemijärveen Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 8

3.5. Vedenkorkeudet ja Termusniemen pohjapato Kemijärvi on säännöstely järvi, joka jakautuu kahteen osaa Termusniemen kohdalla olevan pohjapadon kohdalta. Järven ylemmän (pohjois) osan säännöstelyrajat ovat 145.89 149.14 m (N6). Alarajan määrää Termusniemen ja Kalkonniemen välillä oleva pohjapato, jonka taso on 145.89 m. Kemijärven alemmassa osassa säännöstelyn rajat ovat 142.14-149.14 m. Järven normaalivedenpinnan tasona on tässä käytetty arvoa 148.8 m (N6). Kuvassa 4 on esitetty vedenkorkeuden kuukausikeskiarvot jakson 199-215 ajalta järven ylä- ja alaosille erikseen. Tiedot on saatu Hertta-tietokannan mittauspisteiden Kemijärvi ja Kulmunki vedenkorkeusarvoista. Kuva 4: Vedenkorkeuden kk-keskiarvot jaksolta 199-215 (korkeustaso N6). Yläosa mittauspisteestä Kemijärvi, alaosa mittauspisteestä Kulmunki (Hertta 216). 3.6. Säätiedot Virtauslaskennan tuulitietoina kohdealueen lähellä käytettiin Kemijärven lentoaseman 3h välein tehtyjä tuulimittauksia (Ilmatieteen laitos, 216). Mittauksia oli saatavilla vuoden 21 alusta alkaen. Tätä aikaisemmille laskentajaksoille käytettyy ERA-interim reanalysis säätietoja (Berrisford et al. 211), Avovesiaikana (Kemijärvellä noin 15.5-1.11) tuuli vaikuttaa merkittävästi pintavesien virtaamiin. Jääpeitteisenä aikana tuulella ei ole vaikutusta virtaamiin. Kuvassa 5 on esitetty tuulen suunta-ja nopeusjakaumat 26 ja 21 avovesijaksoille 15.5-15.1, ja taulukossa 6 on esitetty vuosien 21-214 keskiarvot samoilta jaksoilta Kemijärven lentokentän tiedoista, paitsi vuoden 26 tiedot ERA-interim säädatasta. Ilman lämpötilat vuosien 26 ja 21 avovesijaksoille 15.5 15.1 on esitetty päiväarvoina kuvassa 6 ja vuosien 211-212 ja 213-214 talvijaksoille 15.1-15.5 kuvassa 7. Kesäjaksojen keskimääräiset lämpötilat on esitetty taulukossa 6, ja talvijaksojen keskimääräiset lämpötilat ja eri talvikuukausien lämpötilat taulukossa 7. Jäätymisen ja jäänlähdön ajankohdat vaihtelevat. Kemijärveä lähinnä olevan Unarin havaintoasemalla jäätyminen on havaintojen mukaan tapahtunut 16.1 21.11 välillä (havainnot vuosilta 1992-215). Jäänlähtö on puolestaan tapahtunut 15.5 6.6 välisenä aikana (Hertta, 216). Kemijärvellä virtaama on suurempi, joten jäätyminen tapahtuu todennäköisesti jonkin verran myöhemmin ja jäänlähtö aikaisemmin. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 9

% % Taulukko 6: Tuulennopeuden keskiarvot, tuulen suunnan mediaani, ja ilman keskilämpötila vuosille 26 ja 21-214 jaksolta 15.5-15.1. Vuosi Tuulen nopeus, ka.[m/s] Tuulensuunta, med. [astetta] Ilman keskilämpötila[ C] 26 3.29 23 11.2 21 3. 22 1.8 211 2.97 18 11.7 212 2.86 17 1.2 213 2.81 12.1 214 2.63 22 11.2 ka. 2.92 11.2 Kemijarvi-26 2 4 6 Kemijarvi-21 3 25 2 15 1 5 3 25 2 Kemijarvi,15.5-15.1.26 2 4 6 8 1 12 14 16 Kemijarvi,15.5-15.1.21 15 2 1 4 6 5 2 4 6 8 1 12 14 16 Kuva 5: tuulijakaumat vuosille 26 ja 21, ERA-Interim data ja Kemijärven lentokenttä, jakso 15.5-15.11. Taulukko 7: Talvikuukausien keskilämpötilat vuosien 21-214 talvijaksoille 15.1-15.5. Talvi Marras Joulu Tammi Helmi Maalis Huhti 21-211 -9.4-14.8-12.4-18. -5.5 2.5 211-212 -1.3-3.3-13.2-14.9-5.6-2.1 212-213 -3.8-14.4-1.3-8.9-12.6-1.3 213-214 -4.9-6.5-14.2-3.4-3.6 -.4 214-215 -4.8-7.9-12.2-5.3-2.4.8 ka. -4.9-9.4-12.5-1.1-5.9 -.1 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 1

TEMP [C] TEMP [C] 25 Kemijarvi,15.5-15.1.26 2 15 1 5-5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/1 25 Kemijarvi,15.5-15.1.21 2 15 1 5-5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/1 Kuva 6: Päivittäiset keski-, minimi- ja maksimilämpötilat vuosien 26 ja 21 avovesijaksoille, ERAinterim data ja Kemijärven lentokenttä, jakso 15.5-15.1. 1 Kemijarvi,15.1.211-15.5.212-1 -2-3 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 1 Kemijarvi,15.1.213-15.5.214-1 -2-3 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 Kuva 7: Päivittäiset keski-, minimi- ja maksimilämpötilat talvien 211-212 ja 213-214 ajalta, Kemijärven lentokenttä, jakso 15.1-15.5. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 11

3.7. Vedenlaatumittauksista Vedenlaatumittaustietoja Kemijärvelle löytyy Suomen Ympäristökeskuksen Hertta-tietokannasta (Hertta 216). Viitostien ja Termusniemen pohjapadon väliseltä alueelta löytyy kaksi mittauspistettä, joista toinen mittaa alueelle tulevia pitoisuuksia (Viitostien länsipään silta-aukko, piste 17), ja toinen alueelta lähteviä pitoisuuksia (Termusniemen pohjapadon pohjoispuoli, piste 148). Pisteiden paikat näkyvät kuvassa 9. Tässä on arvioitu mittausten perusteella muuttujien PTOT, NTOT, COD Mn ja SS osalta miten paljon Stora Enson jätevesipäästö on nostanut pitoisuutta pisteessä 148, tuleviin vesiin verrattuna (piste 17) ja paljonko se on vähentynyt tai laimentunut pisteeseen 147 mennessä. Jaksona on käytetty vuosia 2-26, ja vertailuarvona mitattujen pitoisuuksien keskiarvoa koko jaksolta. Vertailujaksona on käytetty vuosia 28-215, jolloin jätevesipäästöä ei ollut (tehtaan toiminta lopetettiin huhtikuun 27 lopussa). Järven läpivirtaus kulkee em. pisteiden kautta, joten pisteiden pitoisuuksien voi oletettaa kuvaavan sitä, miten Stora Enson jätevesipäästön aiheuttaman pitoisuusnousu vesistössä käyttäytyy, ts. laimentuu tai poistuu vesimassasta. Kuvassa 8 on esitetty mitattujen PTOT, NTOT, COD Mn ja SS pitoisuuksien keskiarvot em. jaksoilta. Vastaavat numeroarvot on esitetty taulukossa 8. Aluelle jätevesiä purkava Kemijärven kaupungin puhdistamo on ollut toiminnassa molemmilla jaksoilla. Jälkimmäiseltä jaksolta ei ole kaikista muuttujista riittävästi mittaustietoja pisteestä 17 ja kiintoaineen osalta ei myöskään pisteistä 148 ja 147. Kokonaisfosforin pitoisuus on tulevissa vesissä keskimäärin noin 16 µg/l. Pintakerroksessa pitoisuus oli noin 1 µg/l pienempi kuin pohjalla eli tuleva vesi on syvyyssuunnassa sekoittunut kohtalaisen hyvin. Jaksolla 2-26 fosforipitoisuus nousee lähtötasosta jätevesipäästön seurauksena pisteeseen 148 noin 4, µg/l, mutta laskee Tossanselän pisteeseen 147 mennessä lähelle pisteen 17 tasoa pinnalla ja sen alle pohjalla. Jaksolla 28 215 pisteessä 147 pitoisuus on keskimäärin 1,4 µg/l pienempi kuin tulevan veden pitoisuus (piste 148). Mittausten perusteella fosforia näyttäsi pidättyvän järveen. Kokonaistypen keskipitoisuus tulevissa vesissä on pinnalla noin 3 µg/l ja pohjalla vaihtelevasti hieman enemmän. Jaksolla 2-26 typpipitoisuus nousee jätevesipäästön seurauksena pintakerroksessa pisteeseen 148 noin 5 µg/l, ja laskee pisteeseen 147 mennessä noin 2 µg/l. Pohjakerroksessa nousua on pisteessä 148 pintakerrosta vähemmän. Pisteessä 147 pohjan pitoisuus laskee vain hieman pisteen 148 tasosta. Jaksolla 28-215 typpipitoisuus pysyy lähes samana kaikissa pisteissä, toisin pisteen 147 pitoisuus on hieman pisteen 148 pitoisuutta korkeampi. Mikäli sivuvaluma-alueiden pitoisuudet vastaavat Kemijoesta järveen tulevia pitoisuuksia, ei kokonaistyppi juuri järveen pidäty. Vertailujaksolla typpipitoisuus nousee pisteiden 148 ja 147 välillä, joten sivuvaluma-alueilta tulee todennäköisesti vesiä, joiden kokonaistyppipitoisuus on suurempi kuin järven kokonaistyppipitoisuus. COD Mn :n osalta keskipitoisuus tulevissa vesissä oli jaksolla 2 26 noin 7 mg/l, ja vertailujaksolla 28-215 korkeampi, noin 9 mg/l. Jaksolla 2-26 COD Mn pitoisuus nousee jätevesipäästön seurauksena pintakerroksessa pisteeseen 148 noin 1,5 mg/l verran, ja laskee pisteeseen 147 tästä,9 mg/l. 28 215 COD Mn pitoisuus laskee pisteiden 148-147 välillä,5 mg/l. Pohjalla COD Mn pitoisuus nousee pisteeseen 148 noin 1,2 mg/l, ja nousee tästä pisteeseen 147 vielä,5 mg/l. Jaksolla 28-215 COD pitoisuus laskee pisteiden 148 ja 147 välillä,5 mg/l, mutta nousee pohjakerroksessa kuten aikaisemmallakin jaksolla. Pintakerroksessa COD Mn pitoisuus laskee 2-26 jaksolla pisteiden 148 ja 147 välillä pintakerroksessa 1%, ja jaksolla 28-215 5%. Pohjakerroksessa pitoisuus nousee molemmilla jaksoilla. Mittausten perusteella pienehkö osa COD Mn -kuormituksesta näyttää pidättyvän järveen. Kiintoainepitoisuus nousi jaksolla 2-26 jätevesipäästön aiheuttamana pintakerroksessa pisteessä 148 noin,6 mg/l, ja laski pisteeseen 147 mennessä saman verran. Pohjakerroksessa pitoisuuden nousu pisteessä 148 oli pintakerrosta pienempi. pisteeseen 147 mennessä pitoisuus oli laskenut alle tulevan veden tason. Vertailujaksolla oli tehty vain muutama mittaus. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 12

Kuva 8: Keskimääräiset pitoisuudet jaksoilta 2-27 ja 29-215 pisteistä 17, 148 ja 147 Taulukko 8: keskipitoisuudet jaksoilta 2-26 ja 28-215 2-26 28-215 -1 m 1-2m -1m 1-2m piste lkm k.a. lkm k.a. lkm k.a. lkm k.a. PTOT µg/l 17 115 15.9 47 16.2 1 15. 55 16.5 PTOT µg/l 148 94 19.9 61 18.5 55 14.7 34 15.5 PTOT µg/l 147 124 16.1 53 15. 115 13.3 55 13.4 nousu 17-148 4. 2.3 -.3 -.9 lasku 147-148 3.8 3.5 1.4 2.1 NTOT µg/l 17 115 32.4 47 313.7 1 32. 55 317.8 NTOT µg/l 148 94 355.5 61 344.2 55 34.7 34 312.4 NTOT µg/l 147 124 336. 53 339.7 115 35. 55 32. nousu 17-148 53.2 3.4 - -5.5 lasku 147-148 19.5 4.5 -.3-7.6 COD Mn mg/l 17 115 7.2 47 7.2 1 9.2 55 9.5 COD Mn mg/l 148 94 8.7 56 8.4 55 9.2 34 8.3 COD Mn mg/l 147 124 7.8 48 8.9 115 8.7 49 8.5 nousu 17-148 1.5 1.2 - -1.2 lasku 147-148.9 -.5.5 -.2 SSED mg/l 17 115 1.3 47 1.4 1 1. 1 1. SSED mg/l 148 84 1.9 48 1.6 1 2.3 1 2.3 SSED mg/l 147 95 1.3 43 1.2 1 1.3 3.9 nousu 17-148.6.2 - - lasku 147-148.6.4 - - Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 13

Kuva 9: Vedenlaatumittauksten ja aikasarjapisteiden paikat Kemijärvellä Natrium Stora Ensong jätevesikuormituksessa on mukana myös natriumia, jonka kuormitusmäärä oli aikasemmalta tehtaalta 11-12t/d (tieto saatu tilaajalta). Natrium esiintyy jätevedessä täysin liukoisessa muodossa, ja se käyttäytyy neutraalisti, joten natriumpitoisuus toimii kohtalaisen hyvin jäteveden merkkiaineena. Natriumia esiintyy myös luonnonvesissä, mutta pitoisuudet ovat suhteellisen tasaisia ja syvyyssuunnassa hyvin sekoittuneita. Kemijärven tulevan natriumpitoisuuden luonnollinen vaihtelu ja taso selviää pisteen 17 (Rautatiesilta) mittaustiedoista (Hertta 216). Pisteestä on mitattu natrium-arvoja eri syvyyksiltä jaksolla 2-27, minkä jälkeen on mitattu ainoastaa pintapitoisuuksia. Keskimääräinen natriumpitoisuus em. jaksolla oli koko vesimassassa 1,58 mg/l. Natriumpitoisuus on selvästi koholla Stora Enson kuormituksen aikaisissa mittauksissa jätevesipäästöstä alavirranpuoleisissa pisteissä ylävirran puolella pisteessä 17 vastaavaa tasoeroa ei näy. Kuvassa 1 on esitetty pitoisuudet pintakerroksesta pisteistä 17 (rautatiesilta), 148 ja 147 (pohjapato, Tossanselkä). Keskiarvot pintakerroksen pisteistä jaksolla 2-26 ovat 1,6 mg/l, 2,6 mg/l ja 2,1 mg/l em. järjestyksessä, ja vuosina 28-215 1,6 mg/l, 1,5 mg/l ja 1,5 mg/l. Pisteessä 17 pintakerroksen (1m näyte) ja pohjakerroksen (15-18m) mittauksissa oli ajoittain eroja, ero vaihteli välillä -.2 +,1 mg/l (pohja-pinta). +.2 mg/l poikkeama oli yksittäinen piste. Tulovesissä ero pinnan ja pohjan välillä on siis luokka,1 mg/l (39 havaintoa). Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 14

dna, mg/l dna, mg/l Na, mg/l Jätevesikuormituken alapuolisessa pisteessä 148 jaksolla 2-27 pinnan ja pohjan välillä oli enemmän eroa kuin pisteessä 17. Ero muuttui selvästi 27 jälkeen (pl. talvi 211), eli jätevesikerrostuneisuutta pisteessä näyttää olevan. Kuvassa 1 on esitetty pinta- ja pohjakerroksessa mitatun natriumpitoisuuden erotus pisteestä 148. Elokuussa natriumpitoisuus on (virtaamasta riippuen?) osana mitatuista vuosista pinnalla pohjaa suurempi, ts. jätevesi kulkee kesällä joko pinnalla (4/7 vuotta) tai on sekoittunut koko syvyyteen (3/7 vuotta). Huhtikuussa natriumpitoisuus on osana mitatuista vuosista suurempi pohjalla, ts. jätevesi kulkee pohjalla (2/6 vuotta) tai on sekoittunut koko syvyyteen (4/6 vuotta). 4 Natrium pintakerros 148 pinta 147 pinta 17 pinta 3 2 1.5 22 24 26 28 21 212 214 148, Na pohja-pinta huhtikuu elokuu pohja-pinta -.5-1.5 22 24 26 28 21 212 214 147, Na pohja-pinta huhtikuu heinäkuu elokuu pohja-pinta -.5-1 22 24 26 28 21 212 214 Kuva 1: Natriummittaukset, pisteet 17, 148 ja 147, sekä pohja- ja pintakerroksen ero pisteessä 148. Pisteessä 147 Tossanselällä vastaava vertailu pinta- ja pohjamittausten (kuva 1) välillä näyttää huhtikuussa jäteveden olevan sekoittunut koko syvyyskerrokseen, ts. pinta- ja pohjamittauksen välillä ei ole eroja. Elokuussa mittauksia on vain kolme, joten mukaan otettiin myös heinäkuun mittaukset. Kesän mittauksista pohjan pitoisuus oli pintaa pienempi kolmessa mittauksessa kuudesta, eli tästä päätellen jätevesi kulkeutui pintakerroksessa. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 15

SO4 mg/l SO4 mg/l Jäteveden kulkeutuminen kesällä pintakerroksessa johtunee voimakkaasta lämpötilakerrostuneisuudesta. Jätevesi sekoittuu päästöpaikalla pintakerrokseen, ja kulkeutuu tämän jälkeen päävirtausreittiä pitkin termokliinin yläpuolella järven luusuaan. Käyttäytymistä selittänee osin pohjapato, joka pakottaa järven läpivirtauksen pintakerrokseen ja samalla tehostaa jäteveden sekoittumista muuhun vesimassaan. Talvella jätevesi näyttää ajoittain kerrostuvan pohjapadon yläpuoliseen syvänteeseen. Pohjapato sekoittaa kuitekin jäteveden muuhun veteen, ja alajuoksulla jäteveden kerrostumista syvänteisiin ei tapahdu. Sulfaatti Myös sulfaattipitoisuutta voidaan käyttää jäteveden indikaattorina. Kemijärveen tulevan veden sulfaattipitoisuudesta ei ole kattavia mittauksia, mutta sen voi arvioida olevan noin 3 mg/l luokkaa (Piste 147, 1 mittausta 1/21 alkaen), syksyn keskiarvo em. pisteessä oli 2,4 mg/l ja talven 3,2 mg/l. Kuvassa 11 on esitetty sulfaattimittaukset pisteistä 148 ja 147 jaksolta 2-28. Pisteessä 148 mittauksia oli jaksolta 22-25. Pinnan ja pohjan välillä ei tässä ole selviä eroja, eli jätevesi on sekoittunut koko syvyyskerrokseen. Natriummittaukset näyttävät vastaavaa käyttätymistä kesäajalta siltä jaksolta kun molempia mittauksia on tehtynä. Talvimittauksissa natrium osoittaa kerrostumista, mutta sulfaatti ei. Tämä johtunee mittausajankohdasta, sulfaatti on mitattu maaliskuussa ja esitetyt natriummittaukset on valittu huhtikuulta. Kerrostuminen pisteessä 148 on tästä päätellen lyhytaikaista ja ajoittuu huhtikuulle. Pisteessä 147 sulfaattimittaus näyttää kesätilanteessa pintakerrokselle korkeampia arvoja kuin pohjakerrokselle, ja talvella mittausarvoissa pinnan ja pohja välillä ei ole eroja. Tulokset vastaavat Natrium-mittauksia, ts. kesällä jätevesi kulkee pintakerroksessa ja talvella se on sekoittunut koko syvyyteen. 5 4 3 2 1 SO4 piste 148 pohja pinta 5 4 22 24 26 28 SO4 piste 147 pohja pinta 3 2 1 22 24 26 28 Kuva 11: Sulfaattimittaukset pisteissä 148 ja 147 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 16

3.8. Lasketut virtaukset Kuvissa 1 ja 11 on esitetty hetkelliset veden virtausnopeudet kesätilanteessa 1.8.21 klo 12., Tuuli oli kyseisessä tilanteessa jatkunut lounaasta keskimäärin 5,1 m/s nopeudella vuorokauden ajan. Kemijärveen tuleva Kemijoen virtaama on noin 18 m3/s ja Seitakorvan virtaama 214 m3/s. Järven yläosassa tuuli ja jokivirtaama vaikuttavat molemman pintavirtauksen suuntaan. Tuuli kääntää siltaaukosta tulevaa päävirtausta itään, kunnes järven itäranta ohjaa virtauksen etelään. Syvemmällä keskimääräistä voimakkaampi tuuli aiheuttaa pintavirtausta vastaan kulkevan pohjavirtauksen ja kääntää myös syvemmällä luoteesta kaakkoon suuntautuvaa virtausta länteen. Järven alaosan selkäalueilla tuuli generoi pintavirtauksen lännestä itään. Syvemmällä virtaussuunta on päinvastainen, eli kysessä on varsin tyypillinen tuulen aiheuttama kierto. Syvemmällä kulkevaa paluuvirtausta tehostaa järven läpivirtaus. Kuvan 12 ja 13 tilantessa tuuli on keskimääräistä voimakkaampi (5 m/s). Tällöin tuuli määrää pintavirtauksen suunnan yhdessä läpivirtaaman kanssa. Heikommilla tuulilla ja voimakkaammilla virtaamilla tuulen vaikutus voi jäädä sen verran pieneksi, että se ei pysty kääntämää pintavirtauksen suuntaa, jolloin läpivirtaus nousee pintavirtauksen suunnan määrittäväksi tekijäksi. Laskennassa tuulen vaikutus on oletettu vakiomääräiseksi koko järvialueella - käytännössä kuitekin Kemijärveä ympäröivällä maastolla on paikallista vaikutusta tuuliin, ja siten myös pintavirtauksiin. Kuvissa 14 ja 15 on esitetty hetkelliset veden virtausnopeudet talvitilanteessa vedenkorkeudella 146,2m ja läpivirtaamalla 16 m3/s (hieman keskimääräistä pienempi tulovirtaama). Tämä vastaa järven yläosassa tilannetta tammikuun loppupuolelta huhtikuun loppuun. Järven alaosassa poistuva virtaus on tyypillisesti helmikuusta eteenpäin tulovirtausta suurempi ja järven vedenpinta laskee. Tuulen vaikutusta ei talviaikana oteta huomioon, sillä jääkansi estää tuulen vaikutuksen veden pintaan. Talvella järven virtauksia määrää Kemijoen läpivirtaus. Järven yläosassa virtaama siirtyy veden laskun seurauksesta vanhoihin jokiuomiin, kulkien pääasiassa järven keskellä menevää uomaa. Pohjapadolla virtausnopeus nousee hetkellisesti suureksi. Päävirtausreitin ulkopuolella virtaus on pientä. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 17

Pintakerros 5-6m kerros Kuva 12: Laskettu pintavirtaus ja virtaus 4-5m syvyydellä järven yläosassa 1.7.21. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 18

Pintakerros 4-5 m kerros Kuva 13: Laskettu pintavirtaus ja virtaus 4m syvyydellä järven alaosassa, 1.7.21. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 19

Pintakerros 1-2m kerros Kuva 14: Laskettu pintavirtaus -1 m syvyydellä ja virtaus 1-2m syvyydellä Kemijärven yläosalle, vedenkorkeus 146,2 m (N6), tulovirtaama 16 m 3 /s. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 2

Pintakerros 3-4m syvyys Kuva 15: Laskettu pintavirtaus -1 m syvyydellä ja 3-4m syvyydellä Kemijärven alaosalle, tilanne vedenkorkeus 146,2 m (N6), läpivirtaus 16 m 3 /s. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 21

4. Purkupaikat ja kuormitukset Jätevesien purku on yleensä parasta sijoittaa paikkaa jossa veden vaihdunta on hyvä, jolloin jätevesien laimeneminen tapahtuu mahdollisimman suureen vesimäärään ja kuormituksesta aiheutuvat ravinne- ja haitta-ainepitoisuudet jäävät pieniksi. Sama periaate soveltuu myös jäähdytysvesiin. Jäähdytysveden sisältämä lämpökuorma aiheuttaa vähiten muutoksia vesistöön silloin kun mahdollisimman suuri osa lämpökuormasta siirtyy ilmaan. Tämä onnistuu yleensä parhaiten silloin kun jäähdytysvesi puretaan pintakerrokseen. 4.1. Purkupaikat Tässä on mallinnettu kulkeutumista kahdesta jäähdytysveden ja kahdesta jäteveden purkupaikasta. Pisteessä P1 (kuva 16) jäte- ja jäähdytysvesi purettiin vierekkäisiin hilakoppeihin, eli käytännössä samaan paikkaa. P1 sijaisee vastaavassa pisteessä kuin aikaisemmin aluella sijainneen sellutehtaan purkupaikka. Mallihilan vesisyvyys on purkupaikalla kesävedenkorkeudella on 6,5 m. Piste P2 sijaitsee Termusniemen pohjapadon läheisyydessä sen yläpuolella (kuva 16). Jäte- ja jäähdytysveden purkupaikat sijaitsevat tässä pisteessä hieman ei kohdissa, jätevesi puretaan aluella olevan syvänteen keskiosaan, ja jätevesi saman syvänteen eteläosan länsireunalle. Purku Paikka Koordinaatit (ETRS TM35FIN) Syvyys Jäähdytysvesi P1a N=739948, E=5278 ~ 6 m Jätevesi P1b N=739948, E=5278 ~ 6 m Jäähdytysvesi P2a N=739472, E=5247 ~ 6 m Jätevesi P2b N=739517, E=52415 ~ 15 m Kuva 16: Purkupaikat P1 ja P2 (a=jäähdytysvesi, b=jätevesi), sekä aikasarjapisteitä. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 22

4.2. Lämpökuormitus Lämpökuormitus vaihtelee vuodenajan mukaan. Taulukossa 9 on esitetty laskennassa käytetyt lämpökuormitukset kesälle ja talvelle. Talviarvoja käytettiin talven laskennassa, jolloin veden lämpötila oli tyypillisesti alle +5 C. Kesäarvot olivat käytössä avovesiaikana, jolloin veden lämpötila oli tyypillisesti yli +5 C. Lämpöteho on ilmoitettu yksikössä lämmönnousu asteina (K) * virtaus (m 3 /s) Taulukko 9: Lämpöpäästön arvot Lämpöpäästö Virtaama m 3 /s dt C Lämpöteho MW Lämpöteho Km 3 /s Kesä 2,7 15 17 4.5 Talvi 2,1 15 132 31.5 4.3. Jätevesikuormitus Suunnitellun tehtaan jätevesipäästön vesimäärät ja purkulämpötila on esitetty taulukossa 8. Jäteveden lämpötila on aktiivilietepuhdistamon jäljiltä +35 C, joskin jätevesi voi jäähtyä jonkin verran matkalla puhdistamolta varsinaiselle purkupaikalle. Jäteveden mukana vesistöön joutuvat lämpökuorma on esitetty taulukossa 1 ja muut kuormitukset (vain mallinnetut) on lueteltu taulukossa 11. Kullekin muuttujalle on kuormitusmäärän lisäksi esitetty mallilaskennassa käytetyt keskeiset parameterit, eli laskeutumisnopeus ja hajoamisnopeus. Malliparametreina on käytetty aikaisemmissa sovelluksissa mittauksiin kalibroituja arvoja, joita on vielä vedenlaatumittaustietojen arvojen perusteella korjattu konservatiiviseen suuntaan. Laskeutumisnopeusparametri sisältää lasketun muuttujan vajoamisen vedessä ja kertymisen pohjaan, mahdolliset muut vesistössä tapahtuvat prosessit vaikuttavat pitoisuuksiin joko sisältyvät kalibroituihin lasketumisparametrihin, tai on jätetty tässä huomiotta. Taulukko 1: Jäteveden virtaama ja lämpökuorma Jätevesi Virtaama m 3 /s Lämpötila C dt C Lämpöteho MW Lämpöteho Km 3 /s Kesä,3 35 2 25 6 Talvi,3 35 35 44 1.5 Taulukko 11: Jätevesikuormitukset ja laskennassa käytetyt parametrit, (Stora Enson tiedot Syke/Vahti) Muuttuja Kuormitus (max) Stora Enso (24) Hajoaminen 1/d (kesä/talvi) Laskeutuminen cm/d COD (COD Cr ) 16 tn/d 21 t/d (COD Cr ).5 Kiintoaine (SSED) 1,2 tn/d 2 Fosfori (PTOT) 35 kg/d 24 kg/d.5 Typpi (NTOT) 25 kg/d 331 kg/d.5 Suolapitoisuus % Taulukko 12: Laskentaparmetrien vaikutus pitoisuuksiin järven luusuassa. Muuttuja laskentajakso Pitoisuus luusuassa, laskenta A Pitoisuus luusuassa, laskenta B (B-A)/B (%) PTOT kesä 26 2.56 ug/l 2.68 ug/l 4.5 NTOT kesä 26 18.3 ug/l 19.3 ug/l 5.2 CODM n kesä 26 1.22 mg/l 1.22 mg/l. SSED kesä 26.76 mg/l.92 mg/l 17.4 PTOT talvi 211 1.94 ug/l 1.97 ug/l 1.5 NTOT talvi 211 13.9 ug/l 14.1 ug/l 1.5 CODM n talvi 211.9 mg/l.9 mg/l. SSED talvi 211.6 mg/l.66 mg/l 9. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 23

Mallin lasketumisparametrit eivät välttämättä vastaa todellisuutta, joten alla taulukossa 12 on esitetty parametrien vaikutusta pitoisuuksiin vertaamalla kahdella ei. Vaihtoehto A laskettiin käyttämällä taulukon 11 parametreja ja vaihtoehto B käyttämällä lasketumis- ja hajoamisnopeuksina nollaa. Pitoisuudet on esitetty järven luusuassa, missä vaikutus on suurin, kesäjakson lopussa 1.1.26 ja talvijakson lopussa 1.5.211. Laskennassa A fosforipitoisuus on luusuassa kesällä noin 5% pienempiä kuin laskennassa B. Typellä muutos on myös 5%, COD:llä % ja kiintoaineella 17%. Talvella ero oli pienempi, fosforilla ja typellä 2%, COD:llä % ja kiintoaineella 9 %. Taulukon 11 laskeutumisnopeudet vaikuttavat siis pitoisuuksiis melko vähän. Luvun 3.7 perusteella kiintoainepitoisuus laskee pisteiden 148 ja 147 välillä noin 2%, joten myöskään kiintoaineen osalta ei laskeutumisnopeus vaikuta liian suurelta. 4.4. Sekoittuminen päästöputken lähialueella Pohjaan sijoitettava lämpöpäästön tai jätevesipäästön käyttäytyminen jakautuu purkupaikan lähialueeseen ja sekoittuneeseen alueeseen. Lähialueella päästön käyttäytyminen riippuu esim. päästön ja ympäröivän veden tiheyseroista ja purkuputken dimensioista ja diffuusorin rakenteesta. Sekoittuneella alueella suurimmat päästön ja ympäröivän veden tiheys-, lämpötila- ja virtausnopeuserot ovat tasoittuneet ja päästö käyttäytyy virtauksen osalta pitkälti ympäröivää vesimassaa vastaavasti. Lähialueen käyttäytyminen on pienen mittakaavan ilmiö (noin 15-5m purkupaikasta) ja sen käyttyminen arvioitiin tässä käyttämällä CORMIX-mallia (Doneker & Jirja, 27). CORMIX-mallilla saatu lähialueen laskentatulos asetettiin lähtötiedoksi koko järven virtausmalliin, jonka avulla laskettiin päästön kulkeutuminen lähialueen ulkopuolella. CORMIX mallilla laskettiin jäähdytys- ja jätevesipäästöille joukko tyypillisiä kesä- ja talvitilanteita. Jätevesi arvioitiin kahdella suolapitoisuudella ( % ja,24%), ja järven ohivirtaus kahdella eri nopeudella (1 cm/s ja 2 cm/s). Tilanteet ja mallilla laskettu lähialueen sekoittumisen lopputulos on esitetty taulukossa 13. Poistoputken läpimitta asetettiin siten että poistoveden virtausnopeus putken suulla oli välillä 1,5 2, m/s. Taulukossa esitettyä,75 m 3 /s jätevesivirtaamaa on käytetty on kalibroitilaskelmassa vuoden 27 talvitilanteeseen. Lasketuissa tapauksissa lämpöpäästö sekoittui talvella koko vesisyvyyteen. Kesällä lämpöpäästö nousi pintaan 2-4 m syvyiseksi kerrokseksi. Suunniteltu,3 m 3 /s jätevesipäästö nousi pintaan sekä kesällä että talvella ja sekoittui talvella 2-3m ja kesällä 3-5m syvyiseksi kerrokseksi pääasiassa järven virtausnopeudesta riippuen. Jäteveden suolapitoisuudella ei juurikaan ollut vaikutusta lähialueen käyttäytymiseen. Taulukko 13: Talvikuukausien keskilämpötilat vuosien 21-214 talvijaksoille 15.1-15.5. järven syvyys m Päästö päästön lämpötila C päästön virtaama m 3 /s järven lämpötila C järven virtaus cm/s sekoittuminen m 4 Jätevesi,15% +2.75.2 1 2 4 Jäähdytysvesi +15 2.1.2 1 koko syvyys 4 Jäähdytysvesi +15 2.1.2 2 koko syvyys 4 Jätevesi 35.3.2 1 2 4 Jätevesi 35.3.2 2 3 4 Jätevesi.24% 35.3.2 1 2 4 Jätevesi.24% 35.3.2 2 3 7 Jäähdytysvesi +15 2.7 15 1 2 7 Jäähdytysvesi +15 2.7 15 2 4 7 Jätevesi 35.3 15 1 3 7 Jätevesi 35.3 15 2 5 7 Jätevesi.24% 35.3 15 1 4 7 Jätevesi.24% 35.3 15 2 5 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 24

5. Jäädytysveden aiheuttaman lämmönnousun arviointi Jäähdytysvesien kulkeutuminen ja niiden aiheuttamat lämmönnousut laskettiin erikseen kesä- ja talvitilanteille. Kesäjaksoja oli kaksi, 21 kesäjakso edusti keskimääräistä kesää ja 26 kesäjakso lämmintä ja pienivirtaamaista kesää. Lämmönnousu on laskettu siten, että ensin on laskettu koko kesä ilman lämpöpäästöä ja tämän jälkeen vastaava laskentajakso lämpöpäästön kanssa. Lämmönnousu on saatu näiden kahden laskentatilanteen erotuksena. 5.1. Piste P1, kesät 21 ja 26 Kuvassa 17 on esitetty pisteessä P1 sijaitsevan lämpöpäästön aiheuttaman lämmönnousun kuukausikeskiarvot pintakerroksessa kesä-, heinä, elo- ja syyskuussa vuodelle 21. Kuvassa 18 on esitetty lämmönnousun heinäkuun keskiarvo kolmelle syvemmälle kerrokselle. Vuoden 26 pintakerroksen lämmönnousut on esitetty kuvassa 19 ja kolmen syvemmän vesikerroksen lämmönnousu heinäkuussa kuvassa 2. Keskimääräisenä kesänä 21 jäähdytysvesi kulkeutuu pisteestä P1 itään ja etelään pääasiassa 2 m kerroksessa pinnalta lukien. Syvemmissä kerroksissa lämmönnousu jää alle,5 asteen. Yli yhden asteen keskimääräinen lämmönnousu rajoittui esitetyillä kuukausilla alle 4 m etäisyydelle päästöpaikasta. Kahden asteen keskimääräisen lämmönnousu alue rajoittui alle 1 m etäisyydelle purkupaikasta. Suurin lämmönnousu oli esitetyistä kuukausista syyskuussa. Kuukausien väliset erot kulkeutumisen suunnassa olivat pieniä. Lämmönnousun alueen koon vaihtelu eri kuukausien välillä näyttää selittyvät Kemijoesta Kemijärveen tuleva virtaama määrällä. Vuoden 21 syyskuussa keskivirtaama oli estetyistä kuukausista pienin ja vastaavasti lämmönnousun alue suurin. Kesäkuukausien Kemijoesta Kemijärveen tulevan virtaaman kuukausikeskiarvot on esitetty taulukossa 14. Lämpimänä kesänä 26 jäähdytysveden kulkeutuminen pisteestä P1 vastaa suunnaltaan keskimääräistä kesää 21. Lämmönnousun alue kesäkuussa 26 on lähellä vuoden 21 kesäkuuta, mutta on heinä- ja elokuussa selvästi vuoden 21 vastaavia kuukausia suurempi. Heinäkuun- ja elokuun keskivirtaamat Kemijoesta Kemijärveen olivat 112 m 3 /s ja 113 m 3 /s, noin puolet vuoden 21 vastaavien kuukausien virtaamasta. Yli yhden asteen keskimääräinen lämmönnousu rajoittui esitetyillä kuukausilla alle 5 m etäisyydelle päästöpaikasta. Kahden asteen keskimääräisen lämmönnousu alue rajoittui alle 15 m etäisyydelle purkupaikasta. Syvemmissä kerroksissa lämmönnousu jää alle,65 asteen. Suurin lämmönnousu löytyy elokuulta. Kuvassa 21 on esitetty lämmönnousun aikasarjat pisteiden p11 ja 7A pintakerroksesta, kun lämpöpäästö on pisteessä P1. Tulostuspisteiden sijainti on esitetty kuvassa 16. Aikasarjasta näkyy tarkemmin miten lämmönnousu käyttäytyy yksittäisessä pisteessä. Lämmönnousun keskiarvot ovat pisteessä P11 vuosina 26 ja 21,4 C ja,32 C, ja pisteelle 7A vastaavasti,17 C ja,7 C. Yksittäisen päivän keskimääräinen lämmönnousu oli pisteessä p11 vuonna 26 enimmillään noin 1 C (2,5 x keskiarvo), ja pisteessä 7A enimmillään noin,77 C (2,4 x keskiarvo). Lämmönnousu vaihtelut riippuvat pisteessä 7A tuulen suunnasta, pisteessä p11 vaihteluun vaikuttaa tuulen suunnan lisäksi järveen tulevan virtaaman suuruus. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 25

-1m, 6/21-1m,7/21-1m, 8/21-1m, 9/21 Kuva 17: Lämmönousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 21, kuormituspiste P1, pintakerros. Lämpökuormitus 2,7 m 3 /s +15 C. 1-2m, 7/21 2-3m, 7/21 3-4m, 7/21 Kuva 18: Lämmönousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 21, kuormituspiste P1, kerrokset 1-2m, 2-3m ja 3-4m. Lämpökuormitus 2,7 m 3 /s +15 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 26

-1m, 6/26-1m, 7/26-1m, 8/26-1m, 9/26 Kuva 19: Lämmönousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 26, kuormituspiste P1, pintakerros. Lämpökuormitus 2,7 m 3 /s +15 C 1-2m, 7/26 2-3m, 7/26 3-4m, 7/26 Kuva 2: Lämmönousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 26, kuormituspiste P1, kerrokset 1-2m, 2-3m ja 3-4m. Lämpökuormitus 2,7 m 3 /s +15 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 27

TEMP [C] TEMP [C] Taulukko 14: Kesäkuukausien keskivirtaamat vuosille 26 ja 21 Kuukausi & kuukauden keskivirtaama (m 3 /s) Vuosi 5 6 7 8 9 1 11 12 26 768 271 112 113 18 24 17 197 21 947 29 224 252 196 219 238 188 2-215 818 331 22 25 219 242 219 211 1.4 1.2 p11, 21 21 26 1.8.6.4.2 1.4 1.2 1/7 1/8 1/9 1/1 7A, 21 21 26 1.8.6.4.2 1/7 1/8 1/9 1/1 Kuva 21: Lämmönousun aikasarjat pisteissä p11 ja 7A pintakerroksessa vuosien 26 ja 21 kesäjaksoille. 5.2. Piste P2, kesät 21 ja 26 Kuvassa 22 on esitetty pisteessä P2a sijaitsevan lämpöpäästön aiheuttaman lämmönnousun kuukausikeskiarvot pintakerroksessa kesä-, heinä, elo- ja syyskuussa vuodelle 21. Kuvassa 23 on esitetty lämmönnousun heinäkuun keskiarvo kolmelle syvemmälle kerrokselle. Vuoden 26 pintakerroksen lämmönnousut on esitetty kuvassa 24 ja kolmen syvemmän vesikerroksen lämmönnousu heinäkuussa kuvassa 25. Kuvassa 26 on esitetty lämmönnousun aikasarjat pohjapadon kohdalta ja Luuksinsalmesta. Pisteessä P2a olevan lämpökuormituksen vaikutusalue on Noidanselkä, vähäistä lämpövaikutusta näkyy myös Ämmänselälle asti. Lämpökuormitus seuraa kulkeutuu pääasiassa alueen länsirantaa, joskin tuulen vaikutuksesta kuormitus kulkeutuu ajoittain myös itärannan suuntaan. Laskettuina vuosina yli,5 C lämpötilan keskimääräinen nousu rajoittui alle,5 km etäisyydelle pohjapadosta etelän suuntaan. Laskennan mukaan lämpövaikutusta ei kertynyt kesällä pohjapadon yläpuolella olevaan syvänteeseen, vaan jäähdytysvesi pysyi pintakerroksessa ja jatkoi päästöpisteestä pääasiassa pohjapadon yli etelään. Lämmönnousu pohjapadon kohdalla oli enimmäkseen alle 1 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 28

-1m, 6/21-1m,7/21-1m, 8/21-1m, 9/21 Kuva 22: Lämmönousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 21, kuormituspiste P2, pintakerros. Lämpökuormitus 2,7 m 3 /s +15 C. 1-2m, 7/21 2-3m, 7/21 3-4m, 7/21 Kuva 23: Lämmönousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 21, kuormituspiste P2, kerrokset 1-2m, 2-3m ja 3-4m. Lämpökuormitus 2,7 m 3 /s +15 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 29

-1m, 6/26-1m, 7/26-1m, 8/26-1m, 9/26 Kuva 24: Lämmönousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 26, kuormituspiste P2, pintakerros. Lämpökuormitus 2,7 m 3 /s +15 C 1-2m, 7/26 2-3m, 7/26 3-4m, 7/26 Kuva 25: Lämmönousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 26, kuormituspiste P2, kerrokset 1-2m, 2-3m ja 3-4m. Lämpökuormitus 2,7 m 3 /s +15 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 3

TEMP [C] TEMP [C] 1.4 1.2 pohjapatolä 21 26 1.8.6.4.2 1/7 1/8 1/9 1/1 1.4 1.2 Luuksinsalmi 21 26 1.8.6.4.2 1/7 1/8 1/9 1/1 Kuva 26: Lämmönousun aikasarjat pisteissä pohjapato Länsi (pp1) ja Luuksisalmi pintakerroksessa vuosien 26 ja 21 kesäjaksoille. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 31

5.3. Lämpöpäästön laskenta talvitilanteissa Talviaikainen lämpöpäästö vaikuttaa jäätilanteeseen siten, että lämpöpäästön kohdalle tai sen alapuolelle virtaussuunnassa katsottuna muodostuu jäätön alue. Jäätön alue jatkuu, kunnes pintavesi on jäähtynyt lähelle nollaa eikä veden lämpö enää riitä pitämään pintakerrosta sulana. Vesi on tiheintä neljän asteen lämpöisenä, joten lämpöpäästön tapauksessa sopivasti jäähtynyt vesi pyrkii tihempänä sukeltamaan vähemmän tiheän kylmän pintaveden alle. Syvemmällä oleva vesi ei jäähdy kuten pintavesi, vaan lämpö voi kulkeutuu virtauksen mukana pitkiäkin matkoja ja nousta virtauksen painamana pintaan jossakin alajuoksulla, jolloin kyseiseen kohtaan muodostuu sula. Joessa ja jokimaisilla alueilla jääkerroksen alla voi kulkeutua jäähilettä (suppoa), jota muodostuu voimakkaasti virtaavien avomien vesialueiden kuten koskien kohdalla. Jäähile kylmentää pintakerroksen vettä nopeasti ja pienentää siten lämpöpäästön vaikutuksia. Talviajan laskennassa mallihilan on oltava riittävän tarkka sekä vaaka- että syvyyssuunnassa, sillä muuten on mahdollista, että lämpöpäästö leviää suhteettoman suurelle alueelle, sekoittuu alkutilanteessa liikaa, ja mahdollisesti jäähtyy jo lähtöpaikalla merkittävästi enemmän kuin mitä luonnossa. Harva mallihila saa myös aikaan sen että lämpöpäästö sekoittuu vaaka- ja syvyyssuunnassa enemmän kuin käytännössä. Jääkitka vaikuttaa laskentaa jonkin verran siten, että suurempi kitka hidastaa jääpinnan läheistä virtausta ja vaikuttaa siten lämmön siirtymistä veden ja jään välillä. Kemijärvellä jäähdytysveden aiheuttama talviaikainen veden lämmönnousu ja jäätön alue arvioitiin laskemalla mallilla jäätilanne ja lämpötila 5 m tarkkuuden mallilla, joka käsitti järven Karhunniemestä pohjoisessa noin Luuksinsalmelle asti. Mallihilan syvyyssuuntaista jako säädettiin jäälaskentaa varten siten, että pintakerroksen lähellä hilatason syvyydeksi asetetiin pinnan lähellä olevassa kerroksessa,4 m, ja siitä asteittain muuttuvaksi siten että 3 m syvyydellä kerrospaksuus oli 1 m. Mallihila ja hilan syvyyskerrokset on esitetty kuvassa 27. Hilaresoluutioltaan kesälaskentoihin verrattuna tarkemmalla mallilla lämpöpäästön purkupaikan lähialue ja syvyystiedot järven pohjapadon yläpuolisessa osassa saatiin kuvattua hieman paremmin kuin 75 m tarkkuuden mallihilalla, mikä parantaa mallin luotettavuutta. Syvyysresoluution muutos tarkentaa puolestaan jääpeitteen läheisen vesikerroksen laskentaa, jolloin sekoittuminen jään lähellä ei nouse liian suureksi. Syvyyskerrokset Taso Syvyys (m) 1 -.4 2.4-.9 3.9-1.5 4 1.5-2.2 5 2.2-3 6 3-4 7 4-5 8 5-6 9 6-7 1 7-8 11 8-9 12 9-1 13 1-11 14 11-12 15 12-13 16 13-14 17 14-15 Kuva 27: Jäälaskennassa käytetty 5m tarkkuuden mallihila, (vedenkorkeus 146,3 m), ja mallihilan hilatasojen syvyydet taulukossa oikealla. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 32

Mallin lähtötiedot ja asetukset olivat samat kuin 75 m resoluution mallissa, paitsi että poistuvaksi virtaamaksi malliin Luuksinsalmessa asetettiin Kemijärveen pohjoisesta tuleva virtaama, jolloin vedenkorkeus pysyi mallinnusjaksoilla vakiona. Lehtosalmen virtaamaksi asetettiin nolla. Laskenann pintakitkakertoimen arvoksi asetetiin,25, joka suurempi kuin tavallisesti jäälaskennassa käytetty jääkitkakertoimen arvo. Lämpökuormituksen suuruus pisteessä P1 asetettiin arvoon 4 Km 3 /s, joka vastaa jäähdytysvesipäästön ja jätevesipäästön yhteistä lämpömäärää. Joulukuussa lämpöpäästö sijoitettiin 4 m syvyyskerrokseen, helmikuussa puolestaan koko syvyyteen (syvyys päästöpaikalla oli 4 m). Pisteeessä P2 kuormitus asetettiin arvoon 31,5 Km 3 /s, joka vastaa pelkän jäähdytysvesipäästön kuormitusta. Jätevesipäästö sijaitsi pisteessä P2 eri paikassa kuin lämpöpäästö. Lämpöpäästön leviäminen talvella ja sen aiheuttama jäätilanteen muutos arvioitiin kahdella eri vakiovedenkorkeudella kahdelle eri vuodelle, eli yhteensä neljälle eri tilanteelle. Vedenkorkeustasoiksi valittiin a) normaali kesävedenkorkeus (148,8 m) ja vedenkorkeus keskimääräisellä pohjapadon rajoittamalla tasolla (146,3 m), joka kestää yleensä noin helmikuun puolivälistä kevättulvan alkuun (15.2. 15.4). Virtaamatilanteina käytettiin talvien 211-212 ja 213-214 virtaamia, missä alkutalven jakso oli 15.11-15.12 ja keskitalven jaksona 15.1 1.3. Myöhemmässä keskitalven laskennassa jakso 15.1-1.2 toimii jäätilanteen alustuksena. Laskentajaksojen virtaamat on esitetty taulukossa 15. Jaksojen alkutilanteessa jäätä ei ollut. Taulukko 15: Talvikuukausien virtaamat talville 211-212 ja 213-214 Vuosi Kuukausi Virtaama k.a. min. max std 211 11 294 223 116 365 7 211 12 253 21 64 346 67 212 1 212 174 51 283 67 212 2 224 172 51 255 65 212 3 22 159 52 247 61 213 11 131 223 116 365 7 213 12 14 21 64 346 67 214 1 153 174 51 283 67 214 2 157 172 51 255 65 214 3 131 159 52 247 61 5.4. Vertailu maaliskuun 27 mittaukseen Kemijärveltä on mitattu jäähdytysveden lämpötilaa ja vaikutuksia jäätilanteeseen 2.3.27 (Hilli et al. 27). Mittausta edeltänyt helmikuu oli keskimääräistä kylmempi (-16 C, keskiarvo 21-215 oli -1 C). Helmikuun virtaus oli keskimääräistä pienempi (144m 3 /s, keskiarvo 18 m 3 /s). Mittauksen aikaisen jäähdytysvesipäästön suuruudeksi oli arvioitu.67 m3/s ja lämpötilaksi noin +2 C. Purkulämpötila ei ollut tarkasti tiedossa. Mittauksissa lämpöpäästön kohdalla havaittiin jäätön alue, jonka koko oli 4x7m, ja tämän alapuolella virtausuuntaan katsoen noin 5m pitkä alue, jolla jään paksuus oli ohentunut. Noin 5m etäisyydellä purkupaikasta lämpötila oli pohjan lähellä (syvyys 4 m) oli,5 C ja pinnan (1 m jään alla) lähellä,2 C. Jäätilanteen laskennan toimintaan arvioitiin vertaamalla laskentatulosta em. mittaukseen. Tätä varten laskettiin jakso 1.2 2.3.27 käyttäen vuoden 27 sää- ja virtaustietoja. Lämpöpäästö sijoitettiin mallissa 2 m syvyyskerrokseen lämpökuormituksena (15 Km 3 /s). Kuukauden mittaisen pakkasjakson arvioitiin tässä olevan riittävän pitkä jäästä vapaan alueen ja veden lämpötilan kulkeutumisen laskentaan. Testilaskennan lopputilanteen jääpeite ja lämpötilat eri kerroksissa on esitetty kuvassa 28. Jäätön alue on mallissa suurempi kuin mitattu alue. Lämpötila 5 m etäisyydellä päästöpaikasta on 1,2 m syvyydellä,27 C ja alimmassa kerroksessa 3.5 m syvyydellä,55 C, eli lämpötilan osalta tulos vastaa mittauksia kohtalaisen hyvin, tosin lämpötilat ovat jonkin verran liian suuria.. Laskennassa jääpeitteen ohenemista Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 33

tapahtuu purkupaikan lähialueen lisäksi kauempana alavirralla; näistä paikoista ei ollut kuitenkaan mittaustietoja tarjolla. Jääpeitteen laskenta on herkkä pohjan muodolle ja malliasetuksille (esim. jääkitka, vaaka- ja syvyyssuuntainen sekoittuminen, kulkeutumisen laskentamenetelmä, syvysssuuntainen hilajako), toisaalta malli voi aiheuttaa ylimäääräistä pystyvirtausta kohtiin jossa virtaus kääntyy, eli mallin arvioima jään oheneminen alavirralla voi olla osittain syvyystiedoista tai numeerisesta laskennasta aiheutuvaa virhettä. Päästön kohdalla olevan jäätön alue on jonkin verran mittausta suurempi, myös tämä ero voi aiheutua osittain numeerisesta virheestä, sillä mallin hilakopin koko on tässä kohtalaisen suuri ilmiön mittakaavaan nähden, jolloin jäteveden poistolämpö sekoittuu laajemmalle kuin todellisuudessa. Testilaskennassa epätarkkuutta voivat mallihilan koon lisäksi aiheuttaa poistoveden lämpömäärän epätarkkuus ja laskennassa huomioimatta olevat asiat, kuten yläjuoksulta jään alla kulkeutuvan jäähileen vaikutus (jos jäähilettä esiintyy). Testilaskennan ajankohtana virtaama oli keskimääräistä pienempi ja mittausta edeltävän jakson lämpötila keskimääräistä kylmempi. On odotettavissa, että keskimääräistä lämpimämpänä vuonna ja/tai virtaaman ollessa suurempi on jäättömän alueen koko mitattua tilannetta suurempi. jään paksuus lämpötila 1.2m lämpötila 2-3m lämpötila 3-4m Kuva 28: Jäälaskenta 27, jään paksuus ja lämpötilat eri syvyyksillä 5m hilakoon mallilla laskettuna, vedenkorkeus 146,3 m Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 34

Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 35

5.5. Piste P1, talvet 211-212 ja 213-214 Talven 211-212 alussa marras- joulukuussa 211 virtaamat olivat keskimääräistä suurempia, joskaan eivät poikkeuksellisen suuria. Lämpötilan osalta loppuvuosi 211 oli keskimääräistä selvästi lämpimämpi (Taulukko 7). Tammi-helmikuussa 212 virtaamat olivat edelleen keskimääräistä suurempia, lämpötila oli tammikuussa oli kuitenkin lähellä keskiarvoa ja helmikuussa jonkin verran keskimääräistä kylmempi. Tammikuun lopulla alkoi muutaman viikon pituinen pakkasjakso (21.1. 1.2.), jonka aikana lämpötilat pysyivät alle -1 C. Talven 211-212 joulukuun puolivälin tilanne, kun lämpökuormitus on pisteessä P1, on esitetty kuvassa 29 ja helmi-maaliskuun vaihteen tilanne on esitetty kuvassa 3. Joulukuussa jääpeitteessä on sula päästöpaikan kohdalla ja pohjapadon sulakohta on jonkin suurempi kuin ilman lämpöpäästöä. Lämmennyt vesi ohjautuu pinnan lähellä ja keskikerroksessa itään Isokylän suuntaan, ja syvemmällä kaakkoon syvempää uomaa seuraten. Helmikuun lopussa 211 virtaus ohjautuu uomaa pitkin kaakkoon. Mallin laskeman arvion mukaan jäähdytysveden päästöpaikan kohdalla oleva sula on selvästi suurempi kuin testilaskennassa, missä lämpöpäästön suuruus oli noin kolmannes tässä käytetystä lämpömäärästä. Alavirran puolelle kauemmas päästöpisteestä muodostuu sulapaikkoja, joista suurin syntyy mallituloksissa Lantingin kohdalle. Jään alla veden lämpötila noin,5 C aina Lantingin tasolle asti, ja yli,2 C aina Termusniemen pohjoispuolelle asti. Pohjan läheisen vesikerroksen lämpötilan on koholla yli 1 C Lantingin tasolle asti. Talven 213-214 virtaamat olivat loppuvuoden 213 osalta keskimääräistä selvästi pienempiä. Lämpötila oli marraskuussa keskimääräinen ja joulukuussa hieman keskimääräistä lämpimämpi. Vuoden 214 tammi- ja helmikuussa virtaamat olivat jonkin verran keskimääräistä pienempiä. Lämpötilan osalta 214 tammikuu oli lähellä keskimääräistä ja helmikuu selvästi normaalia lämpimämäpi. Talven kylmin jakso, jolloin lämpötilat oliva enimmäkseen alle -1 C ajoittui välille 9.1. 2.2. Talven 213-214 joulukuun puolivälin tilanne on esitetty kuvassa 31 ja helmi-maaliskuun vaihteen tilanne on esitetty kuvassa 32. Joulukuussa jää on ohentunut päästöpaikan kohdalla ja matalilla alueilla lämpöpäästön virtaamareitillä. Vuoden joulukuun 211-212 tilanteeseen verrattuna virtaama oli pienempi ja sää kylmempi. Lämpötilan osalta pienempi virtaama saa aikaan korkeamman lämpötilan nousun, mutta samalla myös sekoittuminen vähenee: lopputuloksena jääpeitteen ohentuminen on pienempää kuin 211 joulukuussa, mutta lämpötilan nousu varsinkin 3 4 m välikerroksessa on suurempi kuin 211. Pohjapadolle kulkeutuva vesi on jonkin verran lämpimämpää kuin joulukuussa 211. Helmikuun 213 lopussa laskettu jäätilanne vastaa pitkälti vuodelle 212 laskettua tilannetta. Sulapaikat ovat vastaavissa kohdissa ja jääpeitteen paksuus on lähellä 212 tuloksia. Päästöpaikan kohdalla olevan jäättömän alueen koko on suurempi kuin vuoden 212 tapauksessa, mikä selittyy pienemmällä jokivirtaamalla. Veden lämpötilan nousu on hivenen pienempi kuin vuoden 212 laskennassa. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 36

jää ilman lämpöpäästöä jää lämpöpäästöllä jää muutos lämpötila 1,2m lämpötila 3-4m lämpötila 5-6m Kuva 29: Kuormituspiste P1, jäätilanne ja vedenlämpötilat 15.12.211, vedenkorkeus 148,8 m. Lämpötilaasteikko 2 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 37

5.6. Piste P2, talvet 211-212 ja 213-214 Pisteessä P2 olevan lämpöpäästön vaikutus jäätilanteeseen ja lämpötiloihin talven 211-212 joulukuun puolivälissä on esitetty kuvassa 33 ja helmi-maaliskuun vaihteen tilanne on esitetty kuvassa 34. Joulukuussa jääpeitteessä on sula päästöpaikan kohdalla ja jää on ohentunut Kalkonniemen edustalla ja Revässaaren pohjoispuolella. Lämmennyt vesi painuu osittain pohjapadon yläpuolella olevaan syvänteeseen ja ohjautuu sitten yläpuolisen syvänteen kautta kiertäen tai suoraan pohjapadon yli. Laskentatulosten mukaan pohjapadon kohdalla ei ole juurikaan avointa vettä, joten lämmin jäähdytysvesi ei viilene pohjapadolla vaan jatkaa pohjapadon alapuolella olevaan syvänteeseen ja jatkaa siitä etelään muun virtauksen mukana. Lämmenyt vesi hajaantuu Noidanselällä leveälle alueelle ja jatkaa leviää sitten Ämmänselälle. Yli,5 C lämmönnousualue rajoittuu pohjapadon yläpuolelle. Pohjapadon alapuolella jään ohenemista näkyy muutamissa virtapaikoissa. Helmi-maaliskuun vaihteessa järvessä on vettä joulukuuta vähemmän. Pohjapadon kohdalla on laskennan mukaan selvästi suurempi sula kuin ilman lämpöpäästöä pohjapadolla veden syvyys on alle metrin, jolloin lämmin vesi on lähellä pintaa ja aiheuttaa siten helpommin jään sulamista. Padon sulapaikassa vesi jäähtyy, joten padon alapuoliset lämpövaikutukset ovat jonkin verran pienepiä kuin joulukuun laskennassa. Pohjapadon alapuolella on jäässä kaksi suurempaa sulapaikkaa, toinen Kosteensaaren koillispuolella ja toinen Ison Salmensaaren eteläpuolella lähellä Luuksinsalmea. Paikat eivät välttämättä ole tarkkoja syvyystietojen epävarmuuksista johtuen. Sulapaikkojen lisäksi jään ohenemista on näkyvissä useammassa paikassa virtausreitin varrella aina noin Ämmänselän puoliväliin asti. Pisteessä P2 olevan lämpöpäästön vaikutus jäätilanteeseen ja lämpötiloihin talven 213-214 joulukuun puolivälissä on esitetty kuvassa 35 ja helmi-maaliskuun vaihteen tilanne on esitetty kuvassa 36. Joulukuussa jääpeitteessä on sula päästöpaikan kohdalla. Lämmennyt vesi pyrkii syvempiin kerroksiin ja ainuu osittain pohjapadon yläpuolella olevaan syvänteeseen ja ohjautuu sitten yläpuolisen syvänteen kautta kiertäen tai suoraan pohjapadon yli. Pohjapadon kohdalla on sula myös tilaneteessa, jossa lämpöpäästöä ei ole, mutta lämpöpäästö seurauksesta sen koko hivenen suurenee. Lämmin jäähdytysvesi ei viilene pohjapadolla kokonaan vaan jatkaa pohjapadon alapuolella etelään virtauksen mukana. Lämpötilannousu on Noidanselällä alle,5 C. Helmi-maaliskuun vaihteessa pohjapadon kohdalla on laskennan mukaan selvästi suurempi sula kuin ilman lämpöpäästöä kuten 211-212 talvellakin. Pohjapadon alapuolella on jäässä kaksi suurempaa sulapaikkaa, toinen Kosteensaaren koillispuolella ja toinen Ison Salmensaaren eteläpuolella lähellä Luuksinsalmea. Suurempien sulapaikkojen sijainti vastaa 211-212 laskentaa, muutta jään oheneminen vähäisempää. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 41

jää ei lämpöpäästöä jää lämpöpäästöllä jää muutos lämpötila 1,2m lämpötila 3-4m lämpötila 5-6m Kuva 33: Kuormituspiste P2, jäätilanne ja vedenlämpötilat 15.12.211, vedenkorkeus 148,8 m. Lämpötilaasteikko 2 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 42

jää ei lämpöpäästöä jää lämpöpäästöllä jää muutos lämpötila 1,2m lämpötila 3-4m lämpötila 5-6m Kuva 34: Kuormituspiste P2, jäätilanne ja vedenlämpötilat 1.3.212, vedenkorkeus 146,3 m. Lämpötilaasteikko 1 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 43

jäätilanne ilman lämpöpäästöä jäätilanne lämpöpäästöllä jää muutos lämpötilan nousu 1,2m lämpötilan nousu 3-4m lämpötilan nousu 5-6m Kuva 35: Kuormituspiste P2, Jäätilanne ja vedenlämpötilat 15.12.213, vedenkorkeus 148,8 m. Lämpötilanousun asteikko 2 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 44

jäätilanne ilman lämpöpäästöä jäätilanne lämpöpäästöllä jää muutos lämpötila 1,2m lämpötila 3-4m lämpötila 5-6m Kuva 36: Kuormituspiste P2, Jäätilanne ja vedenlämpötilat 1.3.214 vedenkorkeus 146,3 m Lämpötilaasteikko 2 C. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 45

5.7. Lämpöpäästö vakio-olosuhtessa, kuormituspisteet P1 ja P2 Lämpöpäästölle laskettiin myös kolme vakiotuulitilannetta avovesiajalle. Laskennat suoritettiin 21 kesäkuun tiedoilla (9-15.6.21), paitsi että tuuli asetettiin vakioksi kuuden päivän laskennan ajaksi. Tuulitilanteina käytettiin seuraavia: Lounaistuuli 3 m/s, Luoteistuuli 3 m/s, ja tyyni sää tuuli m/s. Tuulen Kaikissa tuulitapauksissa virtaama Kemijoesta pohjoisesta järven läpi Seitakorvaan asetettiin arvoon 25 m 3 /s, joka on lähellä keskimääräistä alkukesän virtaamaa. Järven lämpötilan alkuarvoksi asetettiin 12 C. Tulostuksissa on esitetty lopputilanne kuuden päivän laskennan jälkeen. Lämpökuormituksen määrä oli 4 Km 3 /s. Vakiotilanteet pisteelle P1 on esitetty kuvassa 37 ja pisteelle P2 kuvassa 38. Vakiotilanteiden kanssa on syytä muistaa, että kuuden päivän mittaisia vakio-olosuhdejaksoja ei luonnossa esiinny, joten vakiotilanteiden osalta pitoisuudet ovat tyypillisesti vähemmän sekoittuneita ja siten suurempia kuin mitä järvestä on tyypillisesti mahdollista mitata. dt 1 m Lounaistuuli Luoteistuuli Keskivirtaama dt 3 4 m Lounaistuuli Luoteistuuli Keskivirtaama Kuva 37: Pisteessä P1 olevan lämpökuormituksen aiheuttama lämpötilan nousu vakiotilanteilla, -1 m ja 3-4 m syvyyskerrokset. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 46

Lämpöpäästö ohjautuu kuormituspisteestä P1 pääasiassa läpivirtaaman määräämään suuntaa, tuuli on kohtalaisen heikko jolloin se pääasiassa siirtää lämmönousun aluetta tuulen suuntaan, ja aiheuttaa syvyyssuuntaisen sekoittuminen suurenemista. Lounaistuulilla lämmin vesi kulkeutuu järven itärannalle ja sitä kautta virtauksen mukana pohjapadon suuntaan. Luoteistuulella tuuli ja virtaus työntävät vettä samaan suuntaan, jolloin pintavirtaus nopeutuu ja lämpöpäästön aiheuttama lämmönnousun alue kapenee.tyynellä säällä lämpöpäästö leviää lähtöpisteessä laajemmalle kuin tuulen kanssa lasketuissa vakiotilanteissa. Syvyyssuuntainen sekoittuminen jää tyynellä pienemmäksi kun keskimääräisellä tuulella. Pisteestä P2 lämpökuormitus kulkeutuu virtaaman painanama aina etelään Noidanselälle. Lounaisja luoteistuulilla lämmönnousun alueet ovat pitkälle samankaltaiset, lounaistuulella lämmintä vettä ohjautuu tosin jonkin verran enemmän Noidanselän itäosiin. Tyynellä lämmin vesi sekoittuu syvyyssuunnassa keskituulitilanteita vähemmän, ja aiheuttaa siten lämmönnousua pidemmälle etelään. dt Lounaistuuli Luoteistuuli Keskivirtaama dt Lounaistuuli Luoteistuuli Keskivirtaama Kuva 38: Pisteessä P2 olevan lämpökuormituksen aiheuttama lämpötilan nousu vakiotilanteilla, -1 m ja 3-4 m syvyyskerrokset. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 47

6. Jätevesikuormituksen aiheuttama pitoisuusnousu 6.1. Piste P1, kesät 21 ja 26 Jätevesikuormituksen aiheuttamat pitoisuusnousut laskettiin sijoittamalla purkupaikalle ympäröivän veden kanssa saman tiheyksinen jätevesipäästö. Kuormituksista laskettiin kokonaisfosfori (PTOT), kokonaistyppi (NTOT), kemiallinen hapenkulutus (COD) ja kiintoaine (SEDI). Kuormitusmuuttujien kuormitusmäärät ja laskentaparametrit on esitetty taulukossa 8. Pisteessä P1 purkupaikka sijoitettiin lämpöpäästön viereiseen ylävirran (luode) puoleiseen hilapisteeseen -3m syvyyteen. Lämpöpäästöä tai suolaisuusarvoa ei jätevedelle kesätilanteessa erikseen laitettu, vaan tässä katsottiin että päästö sekoittuu lähtöpaikassa ja kulkeutumisreitillä riittävän isoon vesimassan, jolloin tiheyserot tasoittuvat niin, että niillä ei ole merkittävää vaikutusta kulkeutumiseen avovesiaikana. Tiheysvaikutus on otettu huomioon päästöpaikan lähialueen sekoittumislaskennassa. Pisteen P1 laskennassa jäähdytysveden lämpövaikutus on laskennassa mukana. Laskennan tuloksena on esitetty kuukausittaiset pitoisuuden nousun keskiarvokentät vuodelta 21 ja 26 (keskimääräinen ja vähävirtaamainen vuosi). Laskettujen muuttujien pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot pisteelle P1 vuodelle 21 ja 26 on esitetty kuvissa 39-54. Jokaiselle muuttujalle on esitetty molemmilta lasketuilta vuosilta kuukausipitoisuuksien keskiarvot pintakerroksessa ja näiden lisäksi heinäkuun keskiarvot syvemmistä kerroksista. Lasketuista aikasarjatiedoista on esitetty pitoisuudet pintakerroksesta pohjapadon yläpuolisissa pistessä 148, 7A ja 45, sekä pohjapadon alapuolelsta päävirtausreitiltä pisteistä Luuksinsalmi, 147 ja järvestä lähtevä pitoisuus (Seitakorvan kanavan alkupää). Aikasarjat on esitetty kuvissa 55-58, ja vastaavat keskiarvotiedot on esitetty taulukoissa 16-19. Aikasarjapisteiden paikat on esitetty kuvassa 9. Päästöt tulevat purkupaikalla pintakerrokseen ja Termusniemen pohjapato sekoittaa padon yläpuolelta virtaavat vedet syvyyssuunnassa. Tästä johtuen järven pintakerros on pitoisuuksien osalta päävirtausreitillä sekoittunut kohtalaisen tasaisesti aina 1 m syvyydelle asti. Kuvassa 59 on esitetty NTOT pitoisuuksia (muuttujalla on suurin laskeutumisnopeus) pinnalta ja 1m syvyydeltä. Keskimääräisenä vuonna 21 pinta ja 1m kerroksen pitoisuudet ovat Luuksinsalmessa ja Tossanselällä lähellä toisiaan, vuonna 26, kun virtaamat olivat pienempiä, on pitoisuuksissa suurempia eroja. Kokonaisfosforin osalta kuormitukset kulkeutuvat Termusniemen yläpuolella järven itäosassa etelään. Pohjapadon yläpuolella keskimääräinen pitoisuusnousu oli vuonna 21 alle 2 µg/l ja kuivana vuonna 26 alle 3 µg/l. Suurimmat arvot padon kohdalla olivat 5 µg/l luokkaa. Keskimääräinen pitoisuusnousu päävirtausreitin ulkopuolella Kaisanlahdessa, Kauhaselällä, Narkiperällä ja Askanselällä jäi lähelle nollaa. Järven luusuassa PTOT pitoisuusnousu oli noin keskimäärin 1-1.5 µg/l tasolla. Kokonaistypen kulkeutumisreitti oli vastaava kuin fosforilla. Termusniemen tasolla keskimääräinen pitoisuusnousu oli normaalivuonna enimmäkseen alle 2 µg/l ja kuivana vuonna alle 3 µg/l, enimmäispitoisuuksien ollessa 3 µg/l ja 38 µg/l. Järvestä lähtevän veden osalta pitoisuusnousu oli normaalivuonna keskimäärin 7 ug/l ja kuivana vuonna 9 ug/l, ja enimmäisarvot 12 ug/l ja 18 ug/l. Lasketun COD Cr -pitoisuuden osalta Termusniemen kohdalla pitoisuusnousu oli keskimäärin alle 1 mg/l keskimääräisenä vuonna, ja kuivana vuonna alle 1,3 mg/l. Enimmäisarvot olivat alle 2, ja 2,5 mg/l vastaavasti. Luusuassa COD Cr :n keskimääräinen pitoisuusnousu oli molempina vuosina alle,6 mg/l ja maksimit alle 1,3 mg/l. Kiintoainepitoisuuden nousu pohjapadon kohdalla oli vuonna 21 alle,6 mg/l ja kuivana vuonna alle,1 mg/l. Järvestä poistuvassa vedessä kiintoainepitoisuus nousi vuonna 21,3 mg/l ja kuivana vuonna,4 mg/l. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 48

6/21 7/21 8/21 9/21 Kuva 39: PTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 21, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 35 kg/d. 7/21 2-3m, 4-5m 9-1m Kuva 4: PTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 21, kuormituspiste P1, kerrokset 2-3m, 4-5m ja 9-1m. Kuormitus 35 kg/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 49

-1m, 6/21-1m, 7/21-1m, 8/21-1m, 9/21 Kuva 43: NTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 21, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 25 kg/d. 7/21 2-3m, 4-5m 9-1m Kuva 44: NTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 21, kuormituspiste P1, kerrokset 2-3m, 4-5m ja 9-1m. Kuormitus 25 kg/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 51

6/21 7/21 8/21 9/21 Kuva 47: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 21, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 16 tn/d. 7/21 2-3m, 4-5m 9-1m Kuva 48: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 21, kuormituspiste P1, kerrokset 2-3m, 4-5m ja 9-1m Kuormitus 16 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 53

6/26 7/26 8/26 9/26 Kuva 49: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 26, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 16 tn/d. 7/26 2-3m, 4-5m 9-1m Kuva 5: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 26, kuormituspiste P1, kerrokset 2-3m, 4-5m ja 9-1m. Kuormitus 16 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 54

6/21 7/21 8/21 9/21 Kuva 51: SSED pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 21, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 1,2 tn/d. 7/21 2-3m, 4-5m 9-1m Kuva 52: SSED pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 21, kuormituspiste P1, kerrokset 2-3m, 4-5m ja 9-1m. Kuormitus 1,2 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 55

ug/l ug/l ug/l ug/l 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 7/1 8/1 9/1 7/1 8/1 9/1 7/6 8/6 9/6 7/6 8/6 9/6 PTOT_21_-1m PTOT_21_-1m PTOT_26_-1m PTOT_26_-1m 45 7A 148 Seitak 147 LuuksinS 45 7A 148 Seitak 147 LuuksinS Kuva 55: PTOT pitoisuudet pintakerroksessa pisteissä 45,71 ja 148, sekä Luuksinsalmi, 147 ja Seitakorva (järvestä lähtevä). Aikasarjat 21 ja 26 avovesikausi. Taulukko 16: PTOT aikasarjapitoisuuksieen keskiarvot 21 ja 26 avovesijaksot Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maksimi Vuosi k.a. std maksimi PTOT ug/l 148 21 1.74.68 4.21 26 2.68 1.18 5.34 PTOT ug/l 7A 21.55 1.15 5.69 26 1.72 2.2 13.12 PTOT ug/l 45 21 2.98 1.59 8.98 26 4.3 2.33 12.23 PTOT ug/l LuuksinS 21 1.33.46 2.32 26 2.6.84 3.78 PTOT ug/l 147 21 1.11.45 1.81 26 1.41.78 2.7 PTOT ug/l Seitak 21.97.48 1.62 26 1.21.83 2.58 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 57

ug/l ug/l ug/l ug/l 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 7/1 8/1 9/1 7/1 8/1 9/1 7/6 8/6 9/6 7/6 8/6 9/6 NTOT_21_-1m NTOT_21_-1m NTOT_26_-1m NTOT_26_-1m 45 7A 148 Seitak 147 LuuksinS 45 7A 148 Seitak 147 LuuksinS Kuva 56: NTOT pitoisuudet pintakerroksessa pisteissä 45,71 ja 148, sekä Luuksinsalmi, 147 ja Seitakorva (järvestä lähtevä). Aikasarjat 21 ja 26 avovesikausi. Taulukko 17: NTOT aikasarjapitoisuuksieen keskiarvot 21 ja 26 avovesijaksot Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maksimi Vuosi k.a. std maksimi NTOT ug/l 148 21 12.4 4.8 3.1 26 19.2 8.5 38.1 NTOT ug/l 7A 21 3.9 8.2 4.7 26 12.3 15.7 93.7 NTOT ug/l 45 21 21.3 11.3 64.1 26 3.6 16.6 87.3 NTOT ug/l LuuksinS 21 9.4 3.3 16.6 26 14.7 6. 27. NTOT ug/l 147 21 7.9 3.2 13. 26 1.1 5.6 19.3 NTOT ug/l Seitak 21 6.9 3.4 11.6 26 8.6 5.9 18.4 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 58

mg/l mg/l mg/l mg/l 4 CODC_21_-1m 45 7A 148 3 2 1 4 7/1 8/1 9/1 CODC_21_-1m Seitak 147 LuuksinS 3 2 1 4 7/1 8/1 9/1 CODC_26_-1m 45 7A 148 3 2 1 4 7/6 8/6 9/6 CODC_26_-1m Seitak 147 LuuksinS 3 2 1 7/6 8/6 9/6 Kuva 57: COD pitoisuudet pintakerroksessa pisteissä 45,71 ja 148, sekä Luuksinsalmi, 147 ja Seitakorva (järvestä lähtevä). Aikasarjat 21 ja 26 avovesikausi. Taulukko 18: COD (mg/l) aikasarjapitoisuuksien keskiarvot 21 ja 26 avovesijaksot Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maksimi Vuosi k.a. std maksimi COD mg/l 148 21.8.31 1.93 26 1.23.55 2.46 COD mg/l 7A 21.25.53 2.61 26.79 1.1 6.1 COD mg/l 45 21 1.37.73 4.12 26 1.97 1.7 5.61 COD mg/l LuuksinS 21.61.21 1.7 26.96.4 1.77 COD mg/l 147 21.51.21.85 26.67.37 1.28 COD mg/l Seitak 21.46.22.76 26.57.39 1.23 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 59

mg/l mg/l mg/l mg/l.5.4 SEDI_21_-1m 45 7A 148.3.2.1.5.4 7/1 8/1 9/1 SEDI_21_-1m Seitak 147 LuuksinS.3.2.1.5.4 7/1 8/1 9/1 SEDI_26_-1m 45 7A 148.3.2.1.5.4 7/6 8/6 9/6 SEDI_26_-1m Seitak 147 LuuksinS.3.2.1 7/6 8/6 9/6 Kuva 58: SSED pitoisuudet pintakerroksessa pisteissä 45,71 ja 148, sekä Luuksinsalmi, 147 ja Seitakorva (järvestä lähtevä). Aikasarjat 21 ja 26 avovesikausi. Taulukko 19: SSED aikasarjapitoisuuksieen keskiarvot 21 ja 26 avovesijaksot Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maksimi Vuosi k.a. std maksimi SSED mg/l 148 21.59.23.142 26.9.39.178 SSED mg/l 7A 21.19.39.195 26.59.75.448 SSED mg/l 45 21.11.54.34 26.145.78.413 SSED mg/l LuuksinS 21.44.15.77 26.66.26.121 SSED mg/l 147 21.36.14.58 26.43.23.83 SSED mg/l Seitak 21.31.15.52 26.37.25.78 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 6

ug/l ug/l ug/l ug/l 25 2 NTOT_Luuksinsalmi_21 pinta 1m 15 1 5 25 2 7/1 8/1 9/1 NTOT_Luuksinsalmi_26 pinta 1m 15 1 5 25 2 7/6 8/6 9/6 NTOT_147_21 pinta 1m 15 1 5 25 2 7/1 8/1 9/1 NTOT_147_26 pinta 1m 15 1 5 7/6 8/6 9/6 Kuva 59: NTOT pitoisuudet pintakerroksessa ja 1m syvyydellä pisteissä Luuksinsalmi ja 147. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 61

6.2. Piste P2, kesät 21 ja 26 Jätevesikuormituksen pisteessä P2 ei ollut lämpöpäästöä samassa paikassa, joten erillisen jäähdytysvesipäästön vaikutus jätettiin laskennasta pois. Laskennan tuloksena on esitetty kuukausittaiset pitoisuuden nousun keskiarvokentät vuodelta 21 ja 26 (keskimääräinen ja vähävirtaamainen vuosi). Laskettujen muuttujien pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot pisteelle P1 vuodelle 21 ja 26 on esitetty kuvissa 6-75. Jokaiselle muuttujalle on esitetty molemmilta lasketuilta vuosilta kuukausipitoisuuksien keskiarvot pintakerroksessa ja näiden lisäksi heinäkuun keskiarvot syvemmistä kerroksista. Lasketuista aikasarjatiedoista on esitetty pitoisuudet pintakerroksesta pohjapadon kohdalta, ja pohjapadon alapuolelta päävirtausreitiltä pisteistä N1, Luuksinsalmi, 147 ja järvestä lähtevä pitoisuus. Aikasarjat on esitetty kuvissa 76-79, ja vastaavat keskiarvotiedot on esitetty taulukoissa 2-23. Aikasarjapisteiden paikat on esitetty kuvassa 9. Kokonaisfosforin osalta kuormitukset kulkeutuivat pääosin pohjapadolta etelän suuntaan Noidanselälle ja Ämmänselälle. Ämmänsaaren alapuolella pitoisuus sekoittui idästä tuleviin vesiin, laimeni ja jatkoi sitten Luuksinsalmen kautta Seitakorvan suuntaan. Pohjapadon yläpuolella heti päästöpaikan vieressä keskimääräinen pitoisuusnousu oli vuonna 21 alle 2 µg/l ja kuivana vuonna 26 alle 3 µg/l. Suurimmat arvot padon kohdalla olivat 5 µg/l luokkaa. Ämmänselällä keskimääräinen pitoisuusnousu oli 1,5 2,5 µg/l tasolla ja järven luusuassa keskimäärin 1-1,2 µg/l tasolla. Kokonaistypen kulkeutumisreitti oli vastaava kuin fosforilla. Pohjapadolla tasolla keskimääräinen pitoisuusnousu oli normaalivuonna alle 15 µg/l ja kuivana vuonna alle 2 µg/l, enimmäispitoisuuksien ollessa 3 µg/l ja 38 µg/l. Järvestä lähtevän veden osalta pitoisuusnousu oli normaalivuonna keskimäärin 7 ug/l ja kuivana vuonna 9 ug/l, ja enimmäisarvot 12 ug/l ja 18 ug/l. Lasketun COD Cr -pitoisuuden osalta pohjapadon kohdalla pitoisuusnousu oli keskimäärin alle 1 mg/l keskimääräisenä vuonna, ja kuivana vuonna alle 1,3 mg/l. Enimmäisarvot olivat alle 2, ja 2,5 mg/l vastaavasti. Luusuassa COD Cr :n keskimääräinen pitoisuusnousu oli molempina vuosina alle,6 mg/l ja maksimit alle 1,3 mg/l. Kiintoainepitoisuuden nousu pohjapadon kohdalla oli vuonna 21 alle,6 mg/l ja kuivana vuonna alle,1 mg/l. Järvestä poistuvassa vedessä kiintoainepitoisuus nousi vuonna 21,3 mg/l ja kuivana vuonna,4 mg/l. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 62

6/21 7/21 8/21 9/21 Kuva 68: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 21, kuormituspiste P2, pintakerros. Kuormitus 16 tn/d. 7/21 2-3m, 4-5m 9-1m Kuva 69: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 21, kuormituspiste P2, kerrokset 2-3m, 4-5m ja 9-1m Kuormitus 16 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 67

6/26 7/26 8/26 9/26 Kuva 7: CODM pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa 26, kuormituspiste P2, pintakerros. Kuormitus 16 tn/d. 7/26 2-3m, 4-5m 9-1m Kuva 71: CODM pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot heinäkuussa 26, kuormituspiste P2, kerrokset 2-3m, 4-5m ja 9-1m. Kuormitus 16 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 68

ug/l ug/l ug/l ug/l 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 7/1 8/1 9/1 7/1 8/1 9/1 7/6 8/6 9/6 7/6 8/6 9/6 PTOT_21_-1m PTOT_21_-1m PTOT_26_-1m PTOT_26_-1m N1 pato 148 Seitak 147 LuuksinS N1 pato 148 Seitak 147 LuuksinS Kuva 76: PTOT pitoisuudet pintakerroksessa pisteissä pohjapato (pp) ja N1, sekä Luuksinsalmi, 147 ja Seitakorva (järvestä lähtevä). Aikasarjat 21 ja 26 avovesikausi, kuormituspiste P2 Taulukko 2: PTOT aikasarjapitoisuuksieen keskiarvot 21 ja 26 avovesijaksot, kuormituspiste P2 Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maksimi Vuosi k.a. std maksimi PTOT ug/l 148 21 1.74.68 4.21 26 2.68 1.18 5.34 PTOT ug/l pato 21 1.83.59 3.33 26 2.73 1.7 5.7 PTOT ug/l N1 21 1.54.57 2.78 26 2.43 1.6 4.58 PTOT ug/l LuuksinS 21 1.33.46 2.32 26 2.6.84 3.78 PTOT ug/l 147 21 1.11.45 1.81 26 1.41.78 2.7 PTOT ug/l Seitak 21.97.48 1.62 26 1.21.83 2.58 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 71

ug/l ug/l ug/l ug/l 9 8 7 6 5 4 3 2 1 NTOT_21_-1m N1 pato 148 7/1 8/1 9/1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 NTOT_21_-1m Seitak 147 LuuksinS 7/1 8/1 9/1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 NTOT_26_-1m N1 pato 148 7/6 8/6 9/6 9 8 7 6 5 4 3 2 1 NTOT_26_-1m Seitak 147 LuuksinS 7/6 8/6 9/6 Kuva 77: NTOT pitoisuudet pintakerroksessa pisteissä 45,71 ja 148, sekä Luuksinsalmi, 147 ja Seitakorva (järvestä lähtevä). Aikasarjat 21 ja 26 avovesikaus, kuormituspiste P2. Taulukko 21: NTOT aikasarjapitoisuuksieen keskiarvot 21 ja 26 avovesijaksot, kuormituspiste P2. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maksimi Vuosi k.a. std maksimi NTOT ug/l 148 21 12.41 4.85 3.8 26 19.15 8.45 38.11 NTOT ug/l pato 21 13.4 4.21 23.76 26 19.5 7.63 36.19 NTOT ug/l N1 21 11.1 4.9 19.86 26 17.34 7.6 32.74 NTOT ug/l LuuksinS 21 9.48 3.28 16.58 26 14.71 6.2 27.2 NTOT ug/l 147 21 7.92 3.2 12.96 26 1.6 5.56 19.3 NTOT ug/l Seitak 21 6.94 3.41 11.57 26 8.61 5.9 18.41 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 72

mg/l mg/l mg/l mg/l 4 CODC_21_-1m N1 pato 148 3 2 1 4 7/1 8/1 9/1 CODC_21_-1m Seitak 147 LuuksinS 3 2 1 4 7/1 8/1 9/1 CODC_26_-1m N1 pato 148 3 2 1 4 7/6 8/6 9/6 CODC_26_-1m Seitak 147 LuuksinS 3 2 1 7/6 8/6 9/6 Kuva 78: COD pitoisuudet pintakerroksessa pisteissä 45,71 ja 148, sekä Luuksinsalmi, 147 ja Seitakorva (järvestä lähtevä). Aikasarjat 21 ja 26 avovesikausi, kuormituspiste P2 Taulukko 22: COD aikasarjapitoisuuksien keskiarvot 21 ja 26 avovesijaksot, kuormituspiste P2. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maksimi Vuosi k.a. std maksimi COD mg/l 148 21.8.31 1.94 26 1.23.55 2.46 COD mg/l pato 21.84.27 1.53 26 1.26.49 2.33 COD mg/l N1 21.71.26 1.28 26 1.12.49 2.11 COD mg/l LuuksinS 21.61.21 1.7 26.96.4 1.77 COD mg/l 147 21.52.21.85 26.67.37 1.28 COD mg/l Seitak 21.46.22.76 26.57.39 1.23 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 73

mg/l mg/l mg/l mg/l.5.4 SEDI_21_-1m N1 pato 148.3.2.1.5.4 7/1 8/1 9/1 SEDI_21_-1m Seitak 147 LuuksinS.3.2.1.5.4 7/1 8/1 9/1 SEDI_26_-1m N1 pato 148.3.2.1.5.4 7/6 8/6 9/6 SEDI_26_-1m Seitak 147 LuuksinS.3.2.1 7/6 8/6 9/6 Kuva 79: SSED pitoisuudet pintakerroksessa pisteissä 45,71 ja 148, sekä Luuksinsalmi, 147 ja Seitakorva (järvestä lähtevä). Aikasarjat 21 ja 26 avovesikausi, kuormituspiste P2. Taulukko 23: SSED aikasarjapitoisuuksieen keskiarvot 21 ja 26 avovesijaksot, kuormituspiste P2. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maksimi Vuosi k.a. std maksimi SSED mg/l 148 21.59.23.142 26.9.39.178 SSED mg/l pato 21.62.2.113 26.92.36.17 SSED mg/l N1 21.52.19.94 26.81.35.154 SSED mg/l LuuksinS 21.44.15.77 26.66.26.121 SSED mg/l 147 21.36.14.58 26.43.23.83 SSED mg/l Seitak 21.31.15.52 26.37.25.78 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 74

6.3. Piste P1, talvet 211-212 ja 213-214 Talvilaskennassa käytettiin hieman kesälaskennasta eroavia malliasetuksia, jotka on esitetty kappaleessa 3.1. Malliasetusten lisäksi järvestä poistuva virtaama laskettiin mallissa talvella vedenkorkeuden perusteella, ts. Seitakorvan luusuaan asetettin Kulmungin mittauspisteestä mitattu vedenkorkeusarvo, joka määräsi poistuvan virtaaman suuruuden. Tällä tavalla vedenkorkeus saatiin järvessä vastaamaan mitattua arvoa. Seitakorvan virtaama voi tällä menetelmällä jäädä hieman liian pieneksi, sillä lähivaluma-alueilta talvella tuleva virtaama ei tule tässä otetuksi huomioon, jolloin Seitakorvasta poistuva virtaama pienenee lähivaluma-alueiden virtaaman verran. Lähivaluma-alueiden virtaama on kuitekin suhteellisen pieni verrattuna pohjoisesta järveen tulevaan päävirtaamaan, joten vaikutus jäänee pieneksi. Jätevesikuormituksen aiheuttamat pitoisuusnousut laskettiin kesälaskentoja vastaavasti sijoittamalla purkupaikalle ympäröivän veden kanssa saman tiheyksinen jätevesipäästö. Kuormituksista laskettiin kokonaisfosfori (PTOT), kokonaistyppi (NTOT), kemiallinen hapenkulutus (COD) ja kiintoaine (SEDI). Kuormitusmuuttujien kuormitusmäärät ja laskentaparametrit on esitetty taulukossa 8. Laskennan tuloksena on esitetty kuukausittaiset pitoisuuden nousun keskiarvokentät talville 211-212 ja 213-214 (keskimääräinen ja vähävirtaamainen talvi). Toukokuusta on keskiarvossa mukana vain alkupuolisko. Kuukausikeskiarvot on esitetty kuvissa 8-81, 83-84, 86-87 ja 89-9. Jokaiselle muuttujalle on esitetty molemmilta lasketuilta talvilta keskiarvot pintakerroksessa. Lasketuista aikasarjatiedoista on esitetty pitoisuudet pintakerroksesta pohjapadon yläpuolisissa pistessä 148, 7A ja 45, sekä pohjapadon alapuolelta päävirtausreitiltä pisteistä Luuksinsalmi, 147 ja järvestä lähtevä pitoisuus (Seitakorvan kanavan alkupää). Aikasarjat on esitetty kuvissa 82, 85, 88 ja 91, sekä vastaavat keskiarvotiedot taulukoissa 24-27. Aikasarjapisteiden paikat löytyvät kuvasta 9. Kokonaisfosforin osalta kuormitukset kulkeutuvat Termusniemen yläpuolella itään ja etelään virtausreittejä seuraillen pohjapadolle ja siitä edelleen Luuksinsalmen kautta Seitakorvan kanavan lähtöön. Pitoisuudet pysyivät virtausreitin varrella olevilla selkäalueilla, eikä reitin sivussa oleviin lahtiin kertynyt kuormituksia. Pohjapadon kohdalla keskimääräinen PTOT pitoisuusnousu oli vuonna 211-212 talvella 2-3 µg/l tasolla, ja suurimmat arvot ennen kevättulvaa 3,5 µg/l tasolla. Järven luusuassa PTOT pitoisuusnousu oli keskimäärin 1,3 µg/l tasolla, ja suurimmillaan ennen kevättulvaa 2,5 µg/l tasolla. Vähävirtaamaisena talvena 213 214 pohjapadon kohdalla pitoisuudet olivat 2 4 µg/l välillä, mutta ennen kevättulvaa huhtikuussa pitoisuudet nousuvat 7 µg/l tasolle. Luusuassa pitoisuusnousu oli korkeimmillaan 5 µg/l. NTOT kulkeutui samoja reittejä kuin kokonaisfosforia. Keskimääräisenä talvena pitoisuudet pohjapadolla olivat 1 25 µg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena 15 5 µg/l välillä. Korkeimmat pitoisuudet saavutettiin huhtikuussa 214. Järven luusuassa pitoisuudet olivat keskimääräisenä talvena 1 2 µg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena 1 25 µg/l välillä. COD pitoisuudet keskimääräisenä talvena 211-212 pohjapadolla olivat,5 1,7 mg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena 1 3,4 mg/l välillä. Korkeimmat pitoisuudet saavutettiin huhtikuussa 214. Järven luusuassa pitoisuudet olivat keskimääräisenä talvena,5 1,2 mg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena 1 1,7 mg/l välillä. Sedimenttipitoisuudet olivat 211-212 talvella pohjapadolla,5,12 mg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena,1,25 mg/l välillä. Korkeimmat pitoisuudet saavutettiin huhtikuussa 214 kuten muillakin lasketuilla muuttujilla. Seitakorvassa pitoisuudet olivat keskimääräisenä talvena,5,9 mg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena,5,12 mg/l välillä. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 75

12/211 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 (1-15.5) Kuva 8: PTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot talvella 211-212, kuukaudet 11/211 5/212, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 35 kg/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 76

12/213 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 (1-15.5) Kuva 81: PTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot 11/213 5/214, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 35 kg/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 77

PTOT_ug/l PTOT_ug/l PTOT_ug/l PTOT_ug/l 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PTOT_ug/l_211-212_-1m 45 7A 148 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PTOT_ug/l_211-212_-1m Seitak 147 LuuksinS 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PTOT_ug/l_212-214_-1m 45 7A 148 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PTOT_ug/l_213-214_-1m Seitak 147 LuuksinS 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 Kuva 82: PTOT pitoisuudet valituissa aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214, kuormituspiste P1. Taulukko 24: PTOT pitoisuuksien keskiarvot aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maks. Vuosi k.a. std maks. PTOT ug/l 148 211-212 1.95.62 3.56 213-214 2.98 1.1 7.16 PTOT ug/l 7A 211-212.1.15.65 213-214.29.51 1.91 PTOT ug/l 45 211-212 1.88.71 3.85 213-214 2.85 1.19 8.91 PTOT ug/l LuuksinS 211-212 1.52.52 2.84 213-214 2.16.84 4.93 PTOT ug/l 147 211-212 1.37.52 2.53 213-214 1.73.84 3.83 PTOT ug/l Seitak 211-212 1.33.55 2.47 213-214 1.6.9 3.5 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 78

12/211 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 (1-15.5) Kuva 83: NTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot 11/211 5/212, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 25 kg/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 79

NTOT_ug/l NTOT_ug/l NTOT_ug/l NTOT_ug/l 4 NTOT_ug/l_211-212_-1m 45 7A 148 3 2 1 4 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 NTOT_ug/l_211-212_-1m Seitak 147 LuuksinS 3 2 1 4 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 NTOT_ug/l_212-214_-1m 45 7A 148 3 2 1 4 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 NTOT_ug/l_213-214_-1m Seitak 147 LuuksinS 3 2 1 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 Kuva 85: NTOT pitoisuudet valituissa aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214, kuormituspiste P1. Taulukko 25: NTOT pitoisuuksien keskiarvot aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maks. Vuosi k.a. std maks. NTOT ug/l 148 211-212 14. 4.4 25.4 213-214 21.3 7.8 51.1 NTOT ug/l 7A 211-212.7 1. 4.6 213-214 2.1 3.6 13.6 NTOT ug/l 45 211-212 13.4 5.1 27.5 213-214 2.4 8.5 63.7 NTOT ug/l LuuksinS 211-212 1.8 3.7 2.3 213-214 15.4 6. 35.2 NTOT ug/l 147 211-212 9.8 3.7 18.1 213-214 12.3 6. 27.4 NTOT ug/l Seitak 211-212 9.5 3.9 17.7 213-214 11.5 6.5 25. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 81

12/211 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 (1-1.5.) Kuva 86: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot talvella 211-212, kuukaudet 11/211 4/212, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 16 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 82

12/213 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 (1-15.5) Kuva 87: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot 11/213 5/214, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 16 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 83

CODC_ug/l CODC_ug/l CODC_ug/l CODC_ug/l 4 CODC_ug/l_211-212_-1m 45 7A 148 3 2 1 4 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 CODC_ug/l_211-212_-1m Seitak 147 LuuksinS 3 2 1 4 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 CODC_ug/l_212-214_-1m 45 7A 148 3 2 1 4 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 CODC_ug/l_213-214_-1m Seitak 147 LuuksinS 3 2 1 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 Kuva 88: COD cr pitoisuudet valituissa aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214, kuormituspiste P1. Taulukko 26:COD cr pitoisuuksien keskiarvot aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maks. Vuosi k.a. std maks. COD mg/l 148 211-212.92.25 1.64 213-214 1.38.51 3.34 COD mg/l 7A 211-212.5.7.3 213-214.13.23.87 COD mg/l 45 211-212.88.3 1.76 213-214 1.32.55 4.2 COD mg/l LuuksinS 211-212.71.22 1.31 213-214 1..39 2.29 COD mg/l 147 211-212.65.23 1.17 213-214.81.4 1.79 COD mg/l Seitak 211-212.63.25 1.14 213-214.75.42 1.63 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 84

12/211 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 (1-1.5) Kuva 89: SSED pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot talvella 211-212, kuukaudet 11/211 4/212, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 1,2 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 85

12/213 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 (1-15.5) Kuva 9: SSED pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot 11/213 5/214, kuormituspiste P1, pintakerros. Kuormitus 1,2 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 86

SSED_ug/l SSED_ug/l SSED_ug/l SSED_ug/l.5.4 SSED_ug/l_211-212_-1m 45 7A 148.3.2.1.5.4 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 SSED_ug/l_211-212_-1m Seitak 147 LuuksinS.3.2.1.5.4 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 SSED_ug/l_212-214_-1m 45 7A 148.3.2.1.5.4 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 SSED_ug/l_213-214_-1m Seitak 147 LuuksinS.3.2.1 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 Kuva 91: SSED pitoisuudet valituissa aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214, kuormituspiste P1. Taulukko 27: SSED pitoisuuksien keskiarvot aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maks. Vuosi k.a. std maks. SSED ug/l 148 211-212.68.19.12 213-214.1.37.243 SSED ug/l 7A 211-212.3.5.22 213-214.1.17.65 SSED ug/l 45 211-212.65.23.131 213-214.98.41.297 SSED ug/l LuuksinS 211-212.52.16.96 213-214.71.28.167 SSED ug/l 147 211-212.45.16.83 213-214.54.26.127 SSED ug/l Seitak 211-212.44.17.81 213-214.51.29.116 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 87

6.4. Piste P2, talvet 211-212 ja 213-214 Pisteen P2 vaikutus arvioitiin vastaavasti kuin pisteelle P1. Laskennan tuloksena on esitetty kuukausittaiset pitoisuuden nousun keskiarvokentät talville 211-212 ja 213-214 (keskimääräinen ja vähävirtaamainen talvi). Toukokuusta on keskiarvossa mukana vain alkupuolisko. Kuukausikeskiarvot on esitetty kuvissa 92-93, 95-96, 98-99 ja 11-12. Jokaiselle muuttujalle on esitetty molemmilta lasketuilta talvilta keskiarvot pintakerroksessa. Lasketuista aikasarjatiedoista on esitetty pitoisuudet pintakerroksesta pohjapadon yläpuolisesta pisteestä 148, pohjapadon kohdalta, sekä pohjapadon alapuolelta päävirtausreitiltä pisteistä Luuksinsalmi, 147 ja järvestä lähtevä pitoisuus (Seitakorvan kanavan alkupää). Aikasarjat on esitetty kuvissa 94, 97, 1 ja 13, sekä vastaavat keskiarvotiedot taulukoissa 28-31. Aikasarjapisteiden paikat löytyvät kuvasta 9. Kokonaisfosfori kulkeutuu pohjapadolta etelään ja leviää koko Noidanselän alueelle, ja Ämmänselän keski- ja länsiosiin. Ämmänsaaren kohdalta kuormitus kulkeutuu Luuksinsalmen kautta Seitakorvan kanavan lähtöön, itään Lehtosalmen suuntaan kuormitusta ei juurikaan leviä. Pitoisuudet pysyivät virtausreitin varrella olevilla selkäalueilla, eikä reitin sivussa oleviin lahtiin kertynyt kuormituksia. Pohjapadon kohdalla keskimääräinen pitoisuusnousu oli vuonna 211-212 talvella 2-4 µg/l tasolla, ja suurimmat arvot ennen kevättulvaa 5 µg/l tasolla. Järven luusuassa PTOT pitoisuusnousu oli keskimäärin 1,4 µg/l tasolla, ja suurimmillaan ennen kevättulvaa 2,5 µg/l tasolla. Vähävirtaamaisena talvena 213 214 pohjapadon kohdalla pitoisuudet olivat 2 8 µg/l välillä, huhtikuussa pitoisuudet nousivat hetkellisesti yli 8 µg/l. Luusuassa pitoisuusnousu oli korkeimmillaan 3,5 µg/l. NTOT kulkeutui samoja reittejä kuin kokonaisfosfori. Keskimääräisenä talvena pitoisuudet pohjapadolla olivat 1 35 µg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena 2 7 µg/l välillä. Korkeimmat pitoisuudet saavutettiin huhtikuussa 214. Järven luusuassa pitoisuudet olivat keskimääräisenä talvena 5 18 µg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena 5 25 µg/l välillä. COD pitoisuudet keskimääräisenä talvena 211-212 pohjapadolla olivat 1 2 mg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena 1 4 mg/l välillä. Korkeimmat pitoisuudet saavutettiin huhtikuussa 214. Järven luusuassa pitoisuudet olivat keskimääräisenä talvena,5 1,2 mg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena 1 1,7 mg/l välillä. Sedimenttipitoisuudet olivat 211-212 talvella pohjapadolla pääasiassa,7,12 mg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena,1,3 mg/l välillä. Korkeimmat pitoisuudet saavutettiin huhtikuussa 214 kuten muillakin lasketuilla muuttujilla. Seitakorvassa pitoisuudet olivat keskimääräisenä talvena,4,8 mg/l välillä ja vähävirtaamaisena talvena,5,12 mg/l välillä. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 88

12/211 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 (1-14.5) Kuva 92: PTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot talvella 211-212, kuukaudet 12/211 5/212, kuormituspiste P2, pintakerros. Kuormitus 35 kg/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 89

12/213 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 (1-14.5) Kuva 93: PTOT pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot 12/213 5/214, kuormituspiste P2, pintakerros. Kuormitus 35 kg/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 9

PTOT_ug/l PTOT_ug/l PTOT_ug/l PTOT_ug/l 16 14 12 1 8 6 4 2 16 14 12 1 8 6 4 2 16 14 12 1 8 6 4 2 16 14 12 1 8 6 4 2 PTOT_ug/l_211-212_-1m 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 PTOT_ug/l_211-212_-1m 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 PTOT_ug/l_213-214_-1m 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 PTOT_ug/l_213-214_-1m 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 pato 148 Seitak 147 LuuksinS pato 148 Seitak 147 LuuksinS Kuva 94: PTOT pitoisuudet valituissa aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214, kuormituspiste P2. Taulukko 28: PTOT pitoisuuksien keskiarvot aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maks. Vuosi k.a. std maks. PTOT ug/l 148 211-212 4.94 1.16 7.95 213-214 7.66 3.9 16.4 PTOT ug/l pato 211-212 2.61.7 4.74 213-214 4.27 2.11 9.55 PTOT ug/l LuuksinS 211-212 1.59.45 2.85 213-214 2.27.83 5.6 PTOT ug/l 147 211-212 1.41.47 2.52 213-214 1.78.82 3.88 PTOT ug/l Seitak 211-212 1.38.52 2.46 213-214 1.64.91 3.53 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 91

NTOT_ug/l NTOT_ug/l NTOT_ug/l NTOT_ug/l 1 NTOT_ug/l_211-212_-1m pato 148 8 6 4 2 1 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 NTOT_ug/l_211-212_-1m Seitak 147 LuuksinS 8 6 4 2 1 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 NTOT_ug/l_213-214_-1m pato 148 8 6 4 2 1 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 NTOT_ug/l_213-214_-1m Seitak 147 LuuksinS 8 6 4 2 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 Kuva 97: NTOT pitoisuudet valituissa aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214, kuormituspiste P2. Taulukko 29: NTOT pitoisuuksien keskiarvot aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maks. Vuosi k.a. std maks. NTOT ug/l 148 211-212 35.3 8.3 56.8 213-214 54.7 22. 117.1 NTOT ug/l pato 211-212 18.6 5. 33.9 213-214 3.5 15.1 68.2 NTOT ug/l LuuksinS 211-212 11.3 3.2 2.3 213-214 16.2 5.9 36.1 NTOT ug/l 147 211-212 1.1 3.3 18. 213-214 12.7 5.9 27.7 NTOT ug/l Seitak 211-212 9.8 3.7 17.5 213-214 11.7 6.5 25.2 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 94

12/211 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 (1-1.5.) Kuva 98: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot talvella 211-212, kuukaudet 11/211 4/212, kuormituspiste P2, pintakerros. Kuormitus 16 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 95

12/213 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 (1-15.5) Kuva 99: COD pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot 11/213 5/214, kuormituspiste P2, pintakerros. Kuormitus 16 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 96

CODC_ug/l CODC_ug/l CODC_ug/l CODC_ug/l 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CODC_ug/l_211-212_-1m pato 148 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CODC_ug/l_211-212_-1m Seitak 147 LuuksinS 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CODC_ug/l_212-214_-1m pato 148 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CODC_ug/l_213-214_-1m Seitak 147 LuuksinS 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 Kuva 1: COD cr pitoisuudet valituissa aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214, kuormituspiste P2. Taulukko 3:COD cr pitoisuuksien keskiarvot aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maks. Vuosi k.a. std maks. COD mg/l 148 211-212 2.24.54 3.6 213-214 3.49 1.43 7.56 COD mg/l pato 211-212 1.19.33 2.18 213-214 1.95.97 4.37 COD mg/l LuuksinS 211-212.73.21 1.29 213-214 1.4.39 2.33 COD mg/l 147 211-212.65.22 1.17 213-214.83.39 1.79 COD mg/l Seitak 211-212.64.24 1.13 213-214.77.42 1.63 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 97

12/211 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 (1-1.5) Kuva 11: SSED pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot talvella 211-212, kuukaudet 11/211 4/212, kuormituspiste P2, pintakerros. Kuormitus 1,2 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 98

12/213 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 (1-15.5) Kuva 12: SSED pitoisuusnousun kuukausikeskiarvot 11/213 5/214, kuormituspiste P2, pintakerros. Kuormitus 1,2 tn/d. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 99

SSED_ug/l SSED_ug/l SSED_ug/l SSED_ug/l.6.5 SSED_ug/l_211-212_-1m pato 148.4.3.2.1.6.5 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 SSED_ug/l_211-212_-1m Seitak 147 LuuksinS.4.3.2.1.6.5 1/212 2/212 3/212 4/212 5/212 SSED_ug/l_212-214_-1m pato 148.4.3.2.1.6.5 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 SSED_ug/l_213-214_-1m Seitak 147 LuuksinS.4.3.2.1 1/214 2/214 3/214 4/214 5/214 Kuva 13: SSED pitoisuudet valituissa aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214, kuormituspiste P2. Taulukko 31: SSED pitoisuuksien keskiarvot aikasarjapisteissä, talvet 211-212 ja 213-214. Muuttuja Piste Vuosi k.a. std maks. Vuosi k.a. std maks. SSED ug/l 148 211-212.168.41.269 213-214.26.16.564 SSED ug/l pato 211-212.89.25.163 213-214.146.73.326 SSED ug/l LuuksinS 211-212.53.15.96 213-214.75.28.171 SSED ug/l 147 211-212.46.16.84 213-214.56.26.129 SSED ug/l Seitak 211-212.45.17.81 213-214.53.29.117 Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 1

6.5. Jätevesipäästö vakio-olosuhteissa, kuormituspisteet P1 ja P2 Jätevesipäästön kokonaisfosforikuormitukselle (PTOT) laskettiin kolme vakiotuulitilannetta avovesiajalle, tilanteet olivat samat kuin lämpöpäästölle lasketut (luku 5.7). Laskennoissa fosforin laskeutumisnopeus asetetiin nollaksi (laskeutumisnopeuden vaikutus lyhyessä laskennassa on joka tapauksessa pieni). Kuormitusmääränä oli 35 kg/d, ja se asetettiin lähtöpisteessä syvyydelle -3 m. Vakiotilanteiden laskentatuloksia tarkasteltaessa on hyvä huomata, että kuuden päivän mittaisia vakio-olosuhdejaksoja ei luonnossa esiinny, eli vakiotilanteiden osalta pitoisuudet ovat tyypillisesti vähemmän sekoittuneita ja siten suurempia kuin normaalisti vaihtelevissa olosuhteissa. Kuvassa 14 on esitetty pisteestä P1 lähtevän kuormituksen aiheuttama pitoisuusnousu, ja kuvassa 15 pisteestä P2 lähtevän kuormituksen aiheuttama pitoisuusnousu. Pisteen P1 kohdalla kuormituksen kulkusuunnan ja nopeuden määrää läpivirtaama. Keskimääräinen tuuli on kevyt (3 m/s), joten se pääasiassa siirtää kuormituksen kulkureittiä ja sekoittaa pitoisuuksia syvyssuunnassa. Lounaistuuli ohjaa kuormituksen järven itärannalle, ja luoteistuuli puolestaan työntää pintavirtausta samaan suuntaan mihin virtaus muutenkin vie kuormituksia. Tyynellä tuuli ei työnnä pintavettä minnekään joten kuormitus leviää pintakerroksessa laajemmalle, mutta sekoittuminen sekä vaaka- että syvyyssuunnassa on pienempää kuin keskimääräisillä tuulilla. PTOT -1m Lounaistuuli Luoteistuuli Keskivirtaama PTOT 3-4m Lounaistuuli Luoteistuuli Keskivirtaama Kuva 14: Pisteessä P1 olevan PTOT kuormituksen aiheuttama pitoisuusnousu vakiotilanteilla, -1 m ja 3-4 m syvyyskerrokset. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 11

Pisteen P2 kohdalla kuormituksen kulkusuunnan ja reitin määrää myös pitkälti läpivirtaama. Tyyneen tilanteeseen verrattuna lounaistuulella kuormitusta kulkeutuu enemmän Noidanselän itäpuolelle, ja sekoittuminen sekä vaaka- että syvyyssuunnassa on suurempi. Luoteistuulella sekoittuminen sekoittuminen kasvaa tyyneen tilanteeseen verrattuna, mutta kulkeutumisreitti vastaa pitkälti tuulettoman tilanteen reittiä. Koillistuulella kuormitusta ohjautuu jonkin verran Lehtosalmen suuntaan, muissa tilanteissa pääosa kuormituksesta kulkeutuu Luuksinsalmeen. PTOT -1m Lounaistuuli Luoteistuuli Keskivirtaama PTOT 3-4m Lounaistuuli Luoteistuuli Keskivirtaama Kuva 15: Pisteessä P2 olevan PTOT kuormituksen aiheuttama pitoisuuden nousu vakiotilanteilla, -1 m ja 3-4 m syvyyskerrokset. Kemijärven virtaus- ja vedenlaatumalli 216 12