Hydrologinen turvallisuus vesistöpadoilla

Padolla on laajat vaikutukset ympäristöön, virkistysarvoon, elinoloihin padon ylä- ja alapuolella sekä sosiaaliseen ja kulttuuriseen arvoon ja merkitykseen. Pienelläkin patorakenteella voi lopulta olla erittäin laajalle ulottuvat vaikutukset. Tähän osanaan liittyy padon turvallinen käyttö ja hydrologia (sis. padon mitoitustulvan määrittely ja rakenteen oikeaoppinen suunnittelu aukkoineen ja kynnyksineen, vedenpinnan korkeuden seuranta sekä rakenteiden korkeustasojen selkeä määrittäminen).

Padon suunnittelussa ja rakentamisessa tulee huomioida uoman kokonaisvaltainen toiminta ja padon käyttö tavanomaisten kesä- ja talviaikaisten käyttötilanteiden lisäksi poikkeuksellisissa tulvatilanteissa. Poikkeuksellisia tilanteita voi syntyä esim. myrskyjen, pitkien kuivuus- tai sadekausien seurauksena, jää- ja hyydeongelmista, rankkasateista, kevättulvista, käyttöhäiriöistä ja automatiikan virhetilanteista. Poikkeukselliset tilanteet voivat olla paikallisia, mutta myös alueellisia. Ongelmallisia tilanteita saattaa syntyä samaan aikaan usealla eri kohteella samassa jokiosuudessa ja siksi myös ongelmien ketjuuntuminen tulisi ottaa huomioon padon suunnittelussa.

Padot on suunniteltu pitkäikäisiksi, jopa ikuisiksi. Patoturvallisuus lähtee siitä, että padot ovat turvallisia. Rakenteet ovat hyvässä kunnossa, kestäviä ja toimivat tarkoituksensa mukaisesti. Tähän liittyy vahvasti padon hydrologia, patoaukkojen purkukyky ja vesien hallinta. Patoturvallisuuskansion lomakkeet (sis. hydrologiset tiedot kuten padon purkukyky, mitoitustulva- ja HätäHW –taso) on pääsääntöisesti koottu padon rakennusvaiheessa. Tiedot tarkastetaan määräaikaistarkastusten yhteydessä vähintään viiden vuoden välein ja siinä on hyvä ottaa huomioon mahdolliset ilmastonmuutoksen tuomat vaikutukset. Tarkastuksessa patoturvallisuuteen erikoistunut asiantuntija arvio rakenteen kunnon. Tarpeen mukaan laajemmille patorakenteiden kuntotarkasteluille on nähty tarvetta mm. ajan myötä havaittujen rakenteellisten muutosten johdosta. Betonipadot voivat olla jopa yli 100 vuoden ikäisiä. Patorakenteiden pitkäikäisyydestä johtuen rakenteen kunto ja mahdolliset kunnostustarpeet on hyvä olla selvillä. Itse patorakenteen lisäksi padon ympäristön olosuhteet tai maankäyttö voivat muuttua, mikä voi vaikuttaa padon luokkaan ja sen myötä hydrologiseen mitoitukseen. Tarpeita on voinut muodostua esim. kalatien rakentamiselle tai rakenteen ennallistamiselle.

Ajoittain törmätään hydrologisiin ongelmatilanteisiin padoilla, vaikka paperilla kaikki näyttääkin hyvältä. Esimerkiksi kaikkia luukkuja ei saada auki hätätilanteessa, luukuille ei ole esteetöntä pääsyä tai luukkujen nostolaitteet ovat niin vanhoja, että niitä ei saada auki. Joitakin luukkuja on saatettu myös betonoida umpeen ilman, että muutosta on huomioitu padon hydrologiassa. Ongelmia voi syntyä myös siinä tapauksessa, jos padolla on määritetty HätäHW -taso (se taso, jonka ylittyminen voi aiheuttaa vaaraa patorakenteissa) väärin. Padon kynnysten korkeudet saattavat myös olla virheellisesti määritetty tai asiakirjoissa käytetään harhaanjohtavasti useampaa eri korkeusjärjestelmää.  Lisäksi laskelmissa on usein oletettu, että luukut aukeavat tulvatilanteessa täysin auki, vaikka todellisuudessa niiden alareunat jäisivätkin vedenpinnan alapuolelle. Tilanteet muuttuvat haastaviksi esim. poikkeuksellisissa sääilmiöissä, kun padolla pitäisi osata toimia nopeasti.

Patorakenne ei ole ikuinen vaan vaatii jatkuvaa huoltoa ja ylläpitoa. Padon turvallisen käytön varmistavat osaltaan ajantasaiset tiedot padon hydrologiasta, padon käyttöhenkilöstön kouluttaminen ja ohjeistaminen, varautuminen poikkeuksellisiin tilanteisiin sekä varautumissuunnitelmien testaaminen.

Ensi vuodelle on suunnitteilla laajempi patoturvallisuuskoulutus padon omistajille.


 

Kirjoittaja Mikko Sulkakoski työskentelee Kainuun ELY-keskuksessa johtavana vesitalousasiantuntijana ja

 

 

 

 

Milla Torkkel vesitalousasiantuntijana.

 

 

Virkamiehen matkassa osa 2

Kainuun ELY-keskus hoitaa valtakunnallista patoturvallisuuden erikoistumistehtävää. Tehtävään kuuluu kaivos- ja jätepatojen viranomaisvalvonnan tehtävät sekä kaivos- ja jätepatoturvallisuuden asiantuntijapalvelutehtävät.

Tänään pääsemme vesitalousasiantuntija Heli Nurmen mukaan padon määräaikaistarkastukselle. Tervetuloa mukaan!


7.45
Lähtö virastotalolta. Yleensä padot sijaitsevat kaukana, ja matkoihin kuluu paljon aikaa. Tänään tarkastus tehdään poikkeuksellisesti Kajaanin keskustassa, jonne Heli normaalisti pyöräilisi. Kuljemme kuitenkin autolla, koska mukana on useampi henkilö.

7.50 Tavataan ÅF-Consultin Jukka Nieminen. Määräaikaistarkastukset tehdään pääsääntöisesti viiden vuoden välein. Padon tarkkailusta vastaa padon omistaja, mutta sen voi toteuttaa myös ulkopuolinen taho. Määräaikaistarkastuksen järjestää padon omistaja ja siinä tulee olla joko padon omistajan oma tai padon omistajan hankkima ulkopuolinen asiantuntija eli tässä tapauksessa konsultti Jukka Nieminen. Patoturvallisuusviranomaisella on oikeus osallistua tarkastukseen, jonka aikana voidaan antaa esimerkiksi vinkkejä patoturvallisuuteen liittyen. Käytännöksi onkin muodostunut, että patoturvallisuusviranomainen osallistuu aina tarkastukseen

Patoturvallisuuden osalta ei vielä ihan ole päästy paperittomaan toimistoon.

8.05 Saavutaan päivää isännöivän Kainuun Voiman neuvotteluhuoneeseen. Koska paikalla on uusia henkilöitä, Kimmo Keinänen esittelee lyhyesti Kainuun Voiman vesivoimalaitosten toimintaa. Esittelyn jälkeen siirrytään asialistalla oleviin asioihin, eli käydään läpi muun muassa edellisen tarkastuksen raportti ja siinä esitetyt velvoitteet sekä patojen turvallisuusjärjestelyjä. Heli kertoo lyhyesti, mitä patoturvallisuusvalvonnalle tapahtuu maakuntauudistuksen jälkeen; viiden vuoden päästä tarkastuksessa mukana on Kainuun ELY-keskuksen sijaan Kainuun maakunta.

11.00 Lounas


12.00
Aloitetaan maastotarkastus. Saavutaan ensimmäiselle padolle eli Ämmäkosken voimalaitospadolle. Maastotarkastuksen aikana todetaan muun muassa patoturvallisuuden kannalta tärkeiden laitteiden toimintakunto kuten luukut ja niiden varanostojärjestelmä. Samalla tarkastetaan puusto ja muu kasvillisuus patoturvallisuuden kannalta sekä tarkastetaan, onko padolla sen rakenteeseen kuulumattomia aineita tai esineitä (rakennelmia), jotka aiheuttavat vaaraa padon rakenteelle tai haittaa padonkunnossapidolle tai tarkkailulle. Myös patojen turvajärjestelyihin kuten varoituskyltteihin kiinnitetään huomiota.

12.45 Seuraavat kohteet ovat padot Koivukoski I ja II -voimalaitospadot.

Koivukoski III -voimalaitospato on valmistunut vuonna 1995

13.30 Päivän viimeinen pato on tarkastetuista padoista uusin, Koivukoski III -voimalaitospato.

14.50 Tarkastuksen lopuksi asiantuntijana toiminut konsultti toteaa, onko hänen ennen tarkastusta toimittamansa alustava arvio padon kunnosta ja turvallisuudesta oikea. Tässä tapauksessa asiantuntijalla ei ole huomautettavaa, ja Heli voi yhtyä tähän arvioon. Kaiken kaikkiaan tarkkailu näillä padoilla on erinomaista ja ne ovat ikäisekseen hyvässä kunnossa.


14.00
Tarkastus on tehty! Koska padot sijaitsivat lähellä, ehditään virastotalolle jo kahden aikaan ja voidaan aloittaa valmistautuminen seuraavan päivän tarkastukseen.

Lue myös Virkamiehen matkassa osa 1.