Majavaimitaatiot

Ihmiset ovat matkineet majavia ja padonneet tekojärviä jo tuhansien vuosien ajan. Alkuperäisenä tarkoituksena oli kasteluveden saannin turvaaminen kuivina kausina, sittemmin myös tulvahuippujen tasaaminen. Nykyään ylivoimaisesti tärkein syy on vesivoiman rakentaminen. Vesivoimalaitoksessa energian - käytännössä sähkön - tuotanto perustuu veden potentiaalienergian hyödyntämiseen. Veden virratessa alaspäin sen potentiaalienergia muuttuu liike-energiaksi ja otetaan talteen turbiineilla. Mitä suurempi putouskorkeus ja mitä enemmän vettä, sitä enemmän energiaa. Tässä vaiheessa kuvaan astuvat padot, joiden taakse tekojärvet muodostuvat. Toistaiseksi ei näet ole kehitetty turbiineja, jotka pystyisivät toimimaan tehokkaasti muuten kuin jyrkässä pudotuksessa - eikä luultavasti hyötysuhdeperiaatteen takia koskaan kyetäkään kehittämään. Kun saadaan putouskorkeutta nostettua muutamasta metristä jopa kymmeniin metreihin, energiantuotannon määrä moninkertaistuu. Pohjoisissa olosuhteissa vesivoimaa käytetään paljolti säätövoimana eli silloin, kun energian tarve on suurin. Niinpä tekojärvet täyttyvät kesäisin ja tyhjenevät talvisin.

Sähköntuotanto ja siitä saatavat energiamäärät ovat useimmille ihmisille täyttä hepreaa. Selvitetään hieman peruskäsitteitä ja otetaan käyttöön yksinkertaistettu vertailuyksikkö, niin tekojärvien tuottamat energiamäärät hahmottuvat paremmin.
Suomessa käytettävästä sähköstä kotimaassa kyetään tuottamaan vähän yli 80 % ja loput on tuotava ulkomailta. Kulutushuipussa kovilla talvipakkasilla Suomessa saattaa kulua sähköä enimmillään 15 000 MW.
Suomen suurimmat voimalaitokset ovat ydinvoimalaitoksia. Loviisan molempien yksiköiden kapasiteetti on noin 500 MW ja Olkiluodon molempien yksiköiden noin 880 MW. Yhteensä Suomessa kyetään ydinvoimalla tuottamaan siis 2760 MW, joka on hieman alle 20 % kulutusmaksimista. Olkiluodon kolmas ydinvoimala tulee olemaan Suomen suurin, sen ennustettu kapasiteetti on 1600 MW eli noin 10 % Suomen sähkönkulutusmaksimista.
Seuraavassa käytetään tätä Olkiluodon kolmatta yksikköä mittarina, koska sen avulla hahmottaminen on helppoa. Jos sanotaan vaikka, että jonkin voimalan teho on 0,5 olkiluotoa, sen teho on tällöin 0,5*1600 = 800 MW. Tällöin kyseisellä voimalalla kyettäisiin tuottamaan noin 5 % Suomen kokonaisenergiatarpeesta huippukulutuksen aikana. Helppoa, eikö totta? Yksikkö olkiluoto, jonka standardina on tuleva Suomen suurin ydinvoimala, on hyvä yksikkö maallikolle. Se kertoo heti, kuinka suuresta voimalasta on kyse. Samoin sen arvon kertominen kymmenellä paljastaa, kuinka monta prosenttia Suomen energiantarpeesta voimala kykenisi kattamaan. Kannattaa pitää mielessä yksikön valtavuus; Olkiluoto III on siis kooltaan noin kolminkertainen Loviisan kumpaankin yksikköön nähden ja lähes yhtä suuri kuin Olkiluoto I ja II yhteensä.

Suomen suurimmat tekojärvet ovat Lokan ja Porttipahdan altaat. Oikeastaan kyseessä on vain yksi suuri allas, koska niitä yhdistää Vuotson kanava. Lähes kaikki Lokan altaan vesi juoksutetaan Porttipahtaan, koska voimalat on rakennettu Porttipahdan laskujoki Kitiseen. Lokan altaasta lasketaan vain sen verran vettä, että laskujoki Luiro ei kuivu kokonaan ja Lokan kylän energia saadaan tuotettua. Porttipahdan padon putouskorkeus on 30 m ja sen yhteydessä olevan vesivoimalan teho on hieman yli 0,02 olkiluotoa. Se kykenee tuottamaan siis vain 0,2 % Suomen energiantarpeesta. Kuulostaa siltä, että ei ole ollut paljon järkeä pilata Lapin luontoa mokoman takia. Mutta todellisuus paljastuu vasta alajuoksulla. Tekojärvien ansiosta vettä voidaan juoksuttaa silloin kun energiaa tarvitaan, muuten Kemijoen vesistön 16 voimalaitosta tuottaisivat talviaikaan vain murusia. Nyt voimalaitoksista suurin, Petäjäskoski, jauhaa 0,11 olkiluotoa. Yhteensä ne tuottavat 0,6 olkiluotoa, joka on jo melkoinen siivu - siis noin 6 % - Suomen energiankulutuksesta. Eipä ihme, että kolmannen tekojärven eli Vuotoksen rakentamista on puuhattu vuosikymmeniä. Itse altaan yhteyteen tuleva voimalaitos olisi teholtaan vain 0,023 olkiluotoa, mutta
siitä saatava lisävesi nostaisi muiden laitosten energiatuotantoa saman verran. Toisaalta on ollut kummallista, että muut patoaltaat ovat menneet läpi ilman suurempaa kohua. Kuka muistaa edes kuulleensa Vajusen altaasta? Sentään 15 km pitkä ja parin kilometrin levyinen järvi pykättiin Kitiseen kolmekymmentä vuotta sitten (voimalaitoksen teho 0,013 olkiluotoa) ja Vuotoksesta on väännetty jo 60 vuotta.

Tekojärvissä on tietysti riskinsä. Vaikutukset ympäristöön voivat olla yllättäviä. Suomessa muistetaan hyvin, miten Lapin tekojärvien siikakannat ensin räjähtivät ja sitten romahtivat aiheuttaen ammattikalastajille ahdingon. Suosittelen muuten tekojärvien savusiikaa - on sitten aivan hävyttömän hyvää.
Myös paikallinen ilmasto voi muuttua. Siperiassa mahtavan Jenisein patoaminen muutti 30 km alajuoksulle päin olevan miljoonakaupunki Krasnojarskin ilmastoa. Joen talvivirtaus tietysti kasvoi eikä joki enää jäädy kaupungin kohdalla. Seurauksena oli sumuisuuden ja kosteuden lisääntyminen.
Jos taas joki kuljettaa runsaan määrän sedimenttejä, jäävät ne nyt padon taakse. Tämä vaikuttaa joskus alajuoksun viljelymaiden hedelmällisyyteen. Hyvä esimerkki tekojärven pohjaan kertyneestä mutamäärästä on nähtävissä videolla, jossa kuvataan White Salmon River -joessa olleen padon purkaminen räjäyttämällä. Veden laskettua on huikeaa katsella, kuinka mutavyöryt liikkuvat.

Suurin patoihin liittyvä riski on tietysti padon hallitsematon murtuminen. Vuoden 1975 hirmumyrskyjen seurauksena Kiinassa kuoli lähes 200 000 ihmistä patojärjestelmän petettyä. Euroopassa tunnetuimpia on Malpassetin padon romahdus 1959, 423 kuolonuhria. Joskus padot murretaan tarkoituksella, kuten brittien tuhotessa Ruhrin alueen padot tarkoitusta varten suunnitelluilla erikoispommeilla, jotka pudotettiin modifioiduista Lancaster-pommikoneista 1943.

Mutta sitten listaukseen. Seuraavassa kymmenen erikoista tekojärveä ympäri maailman.

10. Rybinskin tekojärvi
Euroopan toiseksi suurin tekojärvi niin ikään Volgajokeen tehdyn Kuibysevin tekojärven jälkeen. Pinta-ala aika tarkkaan sama kuin Suur-Saimaalla. Kun Stalin päättää padota tekojärven, siinä eivät paljon luonnonsuojelijat protestoi. Alle jäi kokonainen Mologan kaupunki ja 130 000 ihmistä piti evakuoida. Tiettävästi 294 hukkui, kun kieltäytyi lähtemästä. Osa uponneista rakennuksista näkyy yhä, etenkin matalan veden aikaan. Koska Rybinsk sijaitsee Volgan yläjuoksulla eikä putouskorkeuskaan Venäjän tasamailla ole suuren suuri, sen voimalaitoksen sähköntuotanto on vaatimaton 0,21 olkiluotoa. Samoin järven täyttyminen kesti peräti kuusi vuotta 1941-47, vaikka tilavuus on pienempi kuin Saimaalla keskisyvyyden ollessa vain 5,6 metriä. Nykyään merkitys sähköntuotannolle ei ole suuri, mutta veden juoksutus talvisin viidelle alajuoksun suuremmalle voimalalle on.

9. Lake Mead
USA:n tilavuudeltaan suurin tekojärvi on tavallaan kaikkien nykyaikaisten tekojärvien kantaisä. Suuren lamakauden aikana sinne rakennettiin Hooverin pato 1931-36, teho 1,3 olkiluotoa. Korkeutta padolla on peräti 221 metriä, mutta verrattuna muihin suurten jokien jättikorkuisiin patoihin sähköntuotanto on vaatimattomampi Colorado-joen suhteellisen vähäisen virtaaman takia. Tekojärvi ulottuu Grand Canyonille asti.

8. Volta
Pinta-alaltaan maailman suurin tekojärvi, 8502 km². Siis melkein kaksi Suur-Saimaata ja 3,6 % Ghanan pinta-alasta. Akosombon pato tuottaa 0,64 olkiluotoa. Rakentamista ehdotettiin ensi kerran jo 1915, mutta suunnitelmia alettiin tehdä 1940-luvulla. Ghanan itsenäistyttyä italialainen yhtiö rakensi padon, joka valmistui 1965. Tekojärvestä on ollut erinäisiä haittoja, mm. bilhartsia ja malariasääsket ovat pystyneet lisääntymään helpommin. Toisaalta järven kalatuotanto on merkittävä ravinnon lähde.

7. Karibajärvi
Kariba on pinta-alaltaan vasta maailman neljänneksi suurin tekojärvi, mutta syvyytensä ansiosta se on maailman tilavin. Järveen mahtuu 180 km³ vettä. Vertailun vuoksi, Suur-Saimaassa vettä on noin viidesosa siitä. Pato rakennettiin Sambian ja Zimbabwen, silloisen Rhodesian, rajalle 1955-59, jolloin molemmat maat olivat vielä Britannian alaisuudessa. Suunniteltu viimeinen vaihe valmistui vasta 1977, jolloin Rhodesiassa käytiin jo veristä sisällissotaa valkoisen vähemmistöhallituksen ja sissien välillä. Voimalaitoksen teho on aika tarkkaan yksi olkiluoto. Nousevan veden tieltä evakuoitiin paitsi asukkaat, myös yli 6000 villieläintä. Järven vesimassan aiheuttama paine on ilmeisesti saanut aikaan lukuisia pieniä maanjäristyksiä vuosien varrella.

6. Smallwoodin tekojärvi
Smallwoodin tekojärvi Kanadassa on siinä mielessä poikkeuksellinen, että sitä ei sulje jokeen tehty pato. Toki Churchill-joki on padottu, mutta erikoisesti. Ensinnäkin, pato on liian korkea eli järven vedet karkaisivat matalammista paikoista toisille laskuväylille. Tämän takia ympäri järveä on näihin kohtiin rakennettu peräti 88 maavallia. Korkein niistä on 36-metrinen ja pisin kuusi kilometriä. Rikkonaista järveä on vinhaa katsella satelliittikuvista. Toiseksi, voimalaitosta ei ole rakennettu siihen kohtaan, missä joki ennen virtasi. Luonnollinen lasku-uoma on lähes kuivunut ja siinä ollut mahtava vesiputous kutistunut puroksi. Uusi lasku-uoma rakennettiin viisitoista kilometriä itään entisestä. Melkoinen urakka, mutta toisaalta laitos tuottaa sähköä 3,4 olkiluotoa.

5. Kolmen rotkon tekojärvi
Kiina päätti tehdä kerralla kunnon tekojärven Jangtsejokeen. Itse järvi ei pinta-alaltaan ole suuren suuri, 1084 neliökilometriä eli semmoista Päijänne-luokkaa. Eikä tilavuuskaan ole kuin vajaat 40 kuutiokilometriä, vain vähän Saimaata enemmän. Mutta muut mitat ovatkin omassa sarjassaan. Padon korkeus on 181 m, mikä selittääkin järven pienuuden. Se on, kuten nimi paljastaa, tehty rotkoon eli syvyyttä on mutta leveyttä ei. Turbiinit jauhavat käsittämättömät 14 olkiluotoa! Eli tällä voimalaitoksella voisi kattaa koko Suomen sähkönkulutuksen ja melkein kolmasosa menisi vielä myyntiin ulkomaille. Tekojärven tieltä siirrettiin 1,24 miljoonaa asukasta. Padon rakentaminen oli ilmeisesti viimeinen isku kiinanjokidelfiinin sukupuutolle.

4. Nasserjärvi
Yksi maailman suurimmista tekojärvistä syntyi, kun Egyptiin rakennettiin Assuanin pato 1970. Tai tarkemmin sanoen Assuaniin oli rakennettu pato jo 1899 brittien toimesta, kuinkas muuten. Tarkoituksena oli hillitä Niilin tulvia. Patoa ehdittiin laajentaakin kahdesti, mutta toisen maailmansodan jälkeen ja Egyptin itsenäistyttyä pato oli jo huonossa kunnossa. Niinpä päätettiin rakentaa paljon suurempi pato hieman yläjuoksulle päin. Pienen ongelman muodostivat muinaisen Egyptin rakennelmat, jotka uhkasivat jäädä veden alle. Abu Simbelin temppeli purettiin ja koottiin uudelleen turvalliseen paikkaan. Padon valmistuttua 1970 järvi nimettiin vaatimattomasti Egyptin presidentti Nasserin mukaan (miltä muuten tuntuisi, jos Lokkaa ja Porttipahtaa nimitettäisiin Urhojärveksi ja Kekkosjärveksi?). Tosin jonkin verran Sudanin puolelle ulottuvaa järveä kutsutaan sillä puolen rajaa Nuubianjärveksi. Tekojärven täyttyminen kesti vuoteen 1976 asti, jolloin voimalaitosta kyettiin lopulta pyörittämään täydellä 1,3 olkiluodon teholla. Alempana sijatseva vanha pato tuottaa lisäksi 0,37 olkiluotoa. Järvi on vaikuttanut monin odotetuin ja odottamattomin tavoin. Helpointa oli ennustaa, että Niilin kuudesta koskesta eli kataraktista kaksi alinta tulee katoamaan järven alle. Odotettuja vaikutuksia olivat myös Niilin tulvien mukanaan tuomien sedimenttien katoaminen - mikä häiritsee vanhoja egyptiläisiä vielä nykyäänkin, koska joen väri on muuttunut - ja kuivuuskausilta välttyminen, joka on pelastanut maataloutta. Sedimenttejä kertyy tekoaltaan pohjalle kuitenkin sitä tahtia, että arvioiden mukaan 300-500 vuoden kuluttua koko Nasserjärvi on pelkkää mutavelliä. Odottamattomiin vaikutuksiin on kuulunut sardiinisaaliin romahdus Egyptin Välimeren rannikolla. Jotkin laskelmat ovat myös osoittautuneet virheellisiksi. Joen sedimenttien puuttuessa odotettiin alajuoksulla tapahtuvan voimakasta eroosiota, mutta tämän määrä olikin vain 10 % arvioidusta.

3. Volgogradin tekojärvi
Volga ei oikeastaan enää ole joki, vaan sarja peräkkäisiä tekojärviä. Ensimmäinen niistä, Ivankovo, on korkeudeltaan merenpinnasta 120 m. Yhdeksäs ja viimeinen on Volgograd ja sillä matkalla Volga ei montaa metriä luontaisesti laske, vaan edellisestä tekojärvestä alkaa melkein heti uusi. Volgograd on maailman suurista tekojärvistä siinä mielessä ainutlaatuinen, että se on matalimmalla. Korkeus merenpinnasta on vain kahdeksan metriä ja padon alapuolella vedenpinta on kymmenen metriä merenpinnan alapuolella, koska Volga laskee kolmisenkymmentä metriä merenpinnan alapuolella olevaan Kaspianmereen. Voimalaitoksen kapasiteetti on matalasta putouskorkeudesta huolimatta hulppeat 1,62 olkiluotoa, kiitos joen suuren virtaaman. Ongelmia Volgan vesivoimalat ovat aiheuttaneet esimerkiksi maailman suurimmalle makean veden kalalle, kitasammelle, jonka kannat ovat täysin istutusten varassa.

2. Manicouaganin tekojärvi
Kanadassa sijaitsevan järven pinta-ala on 1942 km². Hauskaksi asian tekee se, että siinä sijaitsee 2020 km²:n kokoinen saari. Erityisen hauskaa on se, että sekä saari että sitä ympäröivä järvi ovat miltei ympyrän muotoiset. Paikkaa kutsutaankin "Quebecin silmäksi". Erikoinen muoto on peräisin parinsadan miljoonan vuoden takaisesta meteoriitti-iskusta. Voimalaitoksen kapasiteetti on 1,6 olkiluotoa.

1. Sayano-Shushenskajan tekojärvi
Jeniseihin rakennetun padon taakse muodostunut tekojärvi on uskomattoman muotoinen. Joki virtaa kapeassa rotkossa. Padolla on korkeutta 242 metriä ja tuotantokapasiteettia 4 olkiluotoa. Mutta se tekojärvi. Leveimmilläänkin se on padon läheisyydessä muutamat ensimmiset kymmenet kilometrit vain 3-4 kilometriä. Jenisei kiemurtelee 200 kilometriä ylöspäin ja tekojärven luulee jo loppuneen, koska joki on kymmenien kilometrien matkan vain 300 metrin levyinen. Vain sitkeästi 520 metrissä pysyttelevä korkeusmittari paljastaa totuuden. Mutta sitten yhtäkkiä - järvi laajenee yli 200 kilometriä padon jälkeen leveimmilleen, noin kahdeksaan kilometriin. Tätä jatkuu reilut parikymmentä kilometriä, jonka jälkeen järvi päättyy ja joki alkaa, mikä selviää muuttuvasta korkeusmittarin lukemasta. Mutta tekojärvi on merkittävä muustakin syystä. Jenisei on väkivaltainen joki. Rajut tulvat toistuvat usein ja juoksutusten varalta padon viereen rakennettu tulvaväylä onkin huiman näköinen keväisin. Sieltä pystyy laskemaan 7000 kuutiometriä vettä sekunnissa. Suuruusluokasta saa käsityksen, kun kertoo että Suomen suurimman joen eli Kemijoen maksimaalinen kevättulva ei ylitä 5000 kuutiometriä sekunnissa. Voimalaitoksen padon pettämistä pelätään, koska tulvaväylän kapasiteetti ei välttämättä riitä ja padon rakenteissa on havaittu odottamattomia muutoksia. Siellä tapahtui vuonna 2009 jo yksi onnettomuus, jossa sai surmansa 75 laitoksen työntekijää. Jos pato murtuu, Jenisein kapea laakso ei pysty absorboimaan pakenevaa kolmeakymmentä vesikuutiokilometriä. Seuraavana vastassa on pieni Mainskin tasauspato 20 km alavirtaan, voimalan teho 0,2 olkiluotoa ja putouskorkeutta 25 metriä. Etenevä tulva-aalto olisi laskelmien mukaan 50-200 metriä korkea ja kulkisi 200 km/h. Mainskin pato ei kestäisi sitä, vaan olisi myös mennyttä. Ja vaikka kestäisikin, pelkästään aallon korkeus pyyhkäisisi sen yli helposti. Sata kilometriä myöhemmin tulva-aalto tuhoaisi lähes 200 000 asukkaan Abakanin. Sen jälkeen se kohtaisi Krasnojarskin tekojärven, jonka vedenpinta nousisi nopeasti kymmenen metriä. Tällöin se tulvisi Krasnojarskin padon (3,75 olkiluotoa) yli, tuhoten sen laitteiston ja kenties - laskelmien mukaan mahdollista - itse padonkin, jolloin tulvaan liittyisi yli 70 kuutiokilometriä lisää vettä. Padosta vain 40 km alavirtaan on Krasnojarskin miljoonakaupunki...
Kirjailija Mikael Niemi (Populäärimusiikkia Vittulajänkältä) julkaisi jokin aika sitten uusimman teoksensa Veden viemää, jossa hän kuvasi Luulajanjoen patojen murtumista yksi kerrallaan tulvan seurauksena. Koko Luulajanjoen tekojärvien tilavuus on vain vähäinen murto-osa Jenisein kahdesta suuresta tekojärvestä, joten romaanissa kuvatut tapahtumat olisivat pientä verrattuna Jenisein voimaan.