Veden lämpö ja kemia: muutokset veden laadussa

Juoksutuksen voimakkuus ja sen vaihtelu heijastuu muun muassa veden lämpötilaan ja jääoloihin. Ohijuoksutusta Oulujoella, sen suurimmassa voimalaitoksessa Pyhäkoskessa. Kuva: Erja Hoo (CC0).

Veden lämpötilaan ja jääoloihin vaikuttavat ilman lämpötila, säteily veteen ja vedesta sekä tuuli. Lisäksi lämpöön ja jäätymiseen vaikuttaa virtaava vesimäärä ja virtausnopeus. Jos virtauksessa on pyörteitä ja pärskeitä, ilman ja veden rajapinta ja niiden sekoittuminen toisiinsa laajenevat.

Vaikutukset veden lämpätilaan ja jääoloihin

Jääkansi roikkuu ilmassa vedenpinnan laskiessa juoksutusten mukana. Oulujoki. Kuva: SeppVei (CC0)

Pato heikentää virtausta ja vaikuttaa veden lämpötilaan tasoittavasti ja jopa niin, että veden lämpökerrostuneisuus alkaa muistuttaa järveä. Padolla on myös vaikutus alavirtaan: jos voimalan vedenottoputki on kovin syvällä, purkautuu alakanavaan talvella luontaista lämpimämpää ja kesällä kylmempää vettä. Veden vilkas juoksutus voimalan läpi talviaikaan saa aikaan sen, että jääolot ovat epävakaat ja vesistö pysyy talvisin laajemmalti jäättömänä kuin luonnontilassa.

Säännöstellyissä vesistöissä, joissa on myös koskiosuuksia, ilmenee erityisiä jääongelmia. Veden voimakas juoksutus pitää koskiosuuksia avoimena. Toisaalta, jos juoksutus hetkellisesti vähenee, on jäätyminen nopeaa. Kun juoksutus jälleen lisääntyy, pöyrteisen veden ja kylmän ilman vuorovaikutus synnyttää veteen pieniä jääkiteitä, jotka laajenevat ja kiinnittyvät pohjaan muodostaen jääpatoja. Hyyde- eli suppojää virtaavissa vesissä normaali ilmiö, mutta rakennetuissa vesissä korostuu aiheuttaen ongelmia.

Jos virtausta säännöstellään niin, että vesitilavuus vesistössä pienenee, myös veden lämpötilan vaihtelu lisääntyy. Pieni vesitilavuus kylmenee ja lämpenee nopeammin, ja pohjaveden lämpötila muuttuu määräävämmäksi.

Säännösteltyjen järvien ja altaiden veden pinta on alkutalvesta, jään muodostuksen aikaan, korkeimmillaan. Kun allas tyhjenee voimakkaan talvijuoksutuksen myötä, jääkansi painuu alas, rantoja vasten sitä voimakkaammin, mitä loivempi on allas ja mitä suurempi on sen säännöstelyväli.

Vaikutukset aineiden pitoisuuteen vedessä

Miten on vedenlaadun muutos liittyy vesivoiman rakentamiseen? Klikkaa kuvaa.

Säännöstelyn myötä mahdollisesti pienenevä vesitilavuus vesistössä vaikuttaa myös veden kemiaan. Valuma-alueen ravinne- ja kiintoainespäästöt sekoittuvat aiempaa pienempään vesimäärään, ja veden happipitoisuus voi heikentyä. Toisaalta laajojen alueiden patoaminen saattaa esimerkiksi soita ja metsiä veden valtaan, mikä lisää veden elohopeapitoisuutta.

Veteen on aina liuenneena lukuisia aineita kuten kalsiumia, kaliumia, magnesiumia, natriumia ja piitä. Luonnonvesissä liuenneiden aineiden pitoisuus vedessä kasvaa merta kohti. Rakennetuissa vesissä pitoisuus pysyy samana. Näin ollen esimerkiksi piin kulkeutuminen Itämereen on vähentynyt merkittävästi suurjokien rakentamisen myötä, mikä vaikuttaa esimerkiksi leväyhteisöihin.

Veden iskeytyminen voimalan rakenteisiin voimakkaan juoksutuksen aikana voi aiheuttaa kaasujen, erityisesti hapen ylikyllästymistä veteen, mikä voi vahingoittaa kaloja.