Vaelluskalojen alasvaellusratkaisut pohjoisiin olosuhteisiin : Case: Taivalkoski ja Petäjäskoski

Abstract

Vaelluskalojen alasvaellus on oleellinen osa niiden elinkiertoa, ja ilman sen sujuvaa onnistumista ei vaelluskalakantojen ole mahdollista olla elinvoimaisia. Rakennetuissa virtavesissä tapahtuva alasvaellus on tällä hetkellä usein haasteellista, koska vesirakentamisen takia useat vaelluskalojen luontaiset elinympäristöt eivät mahdollista turvallista ja esteetöntä alasvaellusta alajuoksulle päin. Ongelmia suurilla virtavesillä aiheuttavat vesivoimalaitoksien padot, jotka toimivat vaellusesteinä alueilla, jotka ovat aikaisemmin olleet merkittäviä vaelluskalojen elinympäristöjä. Vaellusyhteyksien palauttaminen ja vaelluskalojen luonnollisen elinkierron edistäminen ovat keskeisessä roolissa vaelluskalakantojen elvyttämisessä rakennetuissa virtavesissä. Alavaelluksen mahdollistamiseksi on kehitetty erilaisia teknisiä ratkaisuja, joiden avulla voidaan parantaa alasvaeltavien vaelluskalojen selviytymismahdollisuuksia. Tutkimus on keskittynyt aikaisemmin pääosin vaelluskalojen ylösvaelluksen mahdollistamiseen, minkä vuoksi alasvaellus ja sen haasteet ovat jääneet vähemmälle huomiolle. Erilaisten vaellusratkaisujen soveltuvuus ja toteutustapa riippuvat olosuhteista, joihin ratkaisuja suunnitellaan, minkä vuoksi tutkimus erilaisiin olosuhteisiin soveltuvista ratkaisuista on tärkeää. Tässä työssä tarkasteltiin erilaisia alasvaellusvaihtoehtoja ja niiden sopeutumista pohjoisiin olosuhteisiin, joissa tulee ottaa huomioon vaihtuvien vuodenaikojen aiheuttamat haasteet. Tavoitteena oli muodostaa käsitys siitä, millainen on hyvä alasvaellusratkaisu, joka mahdollistaa tehokkaan alasvaelluksen ja on taloudellisesti toteutettavissa oleva. Työ koostui kirjallisuuskatsauksesta vaelluskaloista, niiden elinkierrosta ja alasvaelluksesta, sekä tapaustutkimuksesta Kemijoki Oy:n Taivalkosken ja Petäjäskosken vesivoimalaitoksille. Kirjallisuuskatsauksessa tutkittiin vaelluskalojen elinkiertoa ja sitä, mikä vaikuttaa alasvaelluksen aikaiseen käyttäytymiseen ja miten niiden käyttäytymiseen voidaan keinotekoisesti vaikuttaa. Tapaustutkimuksissa tavoitteena oli vertailla eri alasvaellusvaihtoehtoja keskenään ja muodostaa käsitys siitä, mikä vertailluista alasvaellusvaihtoehdoista kohdekohtaisesti olisi kokonaisuudessaan paras mahdollinen. Tapaustutkimuksen vaihtoehtojen vertailu suoritettiin monikriteerianalyysin avulla, missä pyrittiin ottamaan huomioon alasvaellusvaihtoehtojen toteutettavuuden kannalta monipuolisesti eri kriteerejä, jotka huomioon ottamalla voidaan arvioida alasvaellusvaihtoehtojen toteuttamista kokonaisvaltaisesti. Kriteereinä työssä olivat vaihtoehtojen toimivuus, investointikustannukset, käyttökustannukset, sekä ekologisuus. Tarkastelussa selkeästi tärkeimmäksi kriteeriksi osoittautui toimivuus, eli kyky edistää vaelluskalojen alasvaellusta mahdollisimman tehokkaasti, minkä vuoksi molempien kohteiden parhaaksi vaihtoehdoksi osoittautui vaihtoehto, jonka toimivuus oli tarkastelluista vaihtoehdoista paras. Tapaustutkimuksen perusteella alavaellusratkaisut tulee suunnitella huolellisesti kohdekohtaisesti. Taivalkoskella parhaiksi ratkaisuiksi osoittautuvat sekä hydraulisen kalatien ja ohjausaidan sisältävä vaihtoehto että pelkän ohjausaidan sisältävä vaihtoehto. Petäjäskoskella parhaaksi ratkaisuksi osoittautui luonnonmukaisen ohitusuoman ja ohjausaidan sisältämä vaihtoehto. Työn tulokset osoittavat, että alasvaelluksen onnistumista vaellusesteiden ohitse on mahdollista parantaa kustannustehokkaasti, kunhan kohdekohtaiset olosuhteet ja kohdelajien ominaisuudet otetaan huomioon.

The downstream migration of migratory fishes is an essential part of their life cycle, and without its successful completion the migratory fish populations cannot remain viable. In regulated river habitats, the downstream migration is often challenging due to water constructions that have altered many of the natural habitats, preventing safe and unobstructed migration downstream. Particularly in large river systems, hydropower dams create significant barriers in areas that were once important habitats for migratory fish. To enable downstream migration, some technical solutions have been developed to help the migratory fish pass the barriers. Research has previously focused on enabling upstream migration, leaving downstream migration for less attention. The suitability and implementation of different migration solutions depend heavily on the local conditions for which they are designed, making research on solutions in different climates important. This thesis examined different downstream migration solutions and how they can be adapted to northern conditions. The aim of the study was to form an understanding about what makes an effective downstream migration solution that is at the same time cost-effective. The thesis consisted of a literature review of migratory fishes, their life cycle and downstream migration, as well as a case study about the Taivalkoski and Petäjäskoski hydropower plants that are operated by Kemijoki Oy. The literary review focused on the life cycle of migratory fishes, the factors influencing their behavior regarding downstream migration and how this behavior can be influenced by the technical solutions artificially. The aim of the case studies was to compare different downstream migration options and to assess which of them would be most suitable for each specific site. The comparison of these different options in the case study was done by using multi-criteria analysis, aiming to comprehensively consider different factors relevant to the feasibility of each solution. The criteria used in the evaluation were functionality, investment costs, operational costs, and ecological impact. Among these, functionality, which is the ability to effectively promote downstream migration, was found to be the most important criteria. This led to the selection of the solutions with the best functionality at both case-study sites. Based on the case studies, downstream migration solutions should be carefully designed for each specific site and conditions. At Taivalkoski, the best solution proved to be either an option including a hydraulic fishway and a guidance fence, or one including only a guidance fence. The results of this thesis indicate that it is possible to improve the success rate of downstream migration in a cost-effective manner, provided the local conditions and the characteristics of the target species are taken into account.