Hietamankosken vesivoimalaitos

Hietamankosken vesivoimalaitos on Keski-Suomen Äänekoskella Saarijärven reitillä Suojoessa toimiva vesivoimalaitos, joka on toimintansa perusteella lähinnä jokivoimalaitos. Voimalan yläyläjuoksulla toimivat Parantalankosken- ja Leuhunkosken vesivoimalaitokset. Hietamankosken voimalan omistaa kokonaan Vattenfall.
Lupaehdot.
Voimalan lupapäätös on annettu Itä-Suomen vesioikeudessa 30.12.1964. Lupaehdossa määritettiin aikaisemmin määritetyn Hydrograafisen toimiston 14.12.1936 laatiman Kiimasjärven asteikon numero XIV:21 vedenkorkeuksiin sidotun purkautumistaulukon mukaisesti. Kiimasjärven säännöstelykatselmus saatettiin loppuun vuoden 1974 aikana, mutta vesioikeuden päätöksestä ei ole vanhan lähteen vuoksi tietoa. Kiimasjärven vedenkorkeus ei lupaehdotuksen mukaan saa ylittää (NN+) 107,40 metriä mpy. Vedenpinnan alakorkeudet olisivat 106,05 ja/tai 106,50 metriä. Toisessa lähteessä mainitaan, että vedenpinnan korkeudet pyritään pitämään aina 107,00–107,40 metrin korkeudella.
Voimalaitoksessa säädellään vedentuloa päivittäin ajoittain jyrkästikin, jolloin alapuolisen joen virtaamissa on vaihtelua. Kiimasjärven varastotilavuus on pieni ja se täyttyy seisokin aikana nopeasti. Voimalaitos joutuukin reagoimaan yläpuolisten voimalaitosten juoksutuksiin parin vuorokauden sisällä.
Vesistöjärjestelyt.
Voimalaitos on rakennettu Suojoen varteen Hietamankosken alle. Suojoki oli 3,2 kilometriä pitkä joki Kiimasjärven ja Naarajärven välissä. Hietakosken mittausasema sijaitsee voimalaitoksen yläpuolella, ja sen yläpuolisen valuma-alueen pinta-alaksi on ilmoitettu 3 081 neliökilometriä ja sen järvisyydeksi 9,27 %.
Kiimajärven lähtövirtaamat ovat keskivirtaamana (MQ) olleet 30,26 kuutiometriä sekunnissa (m³/s tai 21 m³/s vuosina 1984–2010 ), keskiylivirtaamana (MHQ) 99,04 m³/s ja keskialivirtaamana (MNQ) 2,67 m³/s. Virtaama-arvot on mitattu vuosina 1976–2022. Pienin mitattu virtaama (NQ) on 0 m³/s, joka sattui viimeksi 15.5.2082, ja suurin virtaama (HQ) on 167,00 m³/s, joka mitattiin 27.11.2018. Voimalaitoksesta tulee päästää vettä Suojokeen aina jonkin verran, jottei uoma kuivu kokonaan .
Pato.
Voimalaitoksen yläpuolinen patoallas on noin 70 metriä leveä. Tulokanava sijaitsee keskellä jokea ja se on noin 10 metriä leveä. Padossa on kaksi tulva- eli ohijuoksutusluukkua voimalarakennuksen oikealla puolella. Luukkujen leveys on viisi metriä ja ne aukeavat alhaalta ylöspäin. Ohijuoksutuksessa vesi päästetään omaan ohijuoksutuskanavaansa, joka yhtyy voimalan ulosvirtauskanavaan 200 metriä alempana. Kun ohijuoksutusta ei ole, on ohijuoksutuskanava kuivillaan. Tulokanavan keskilinjan ja ohijuoksutuskanavan keskilinjan väli on 25 metriä. Vattenfall rakensi voimalan yhteyteen kalatien, joka valmistui toukokuussa 2020. Kalatie on rakennettu ohijuoksutuskanavan ja ulosvirtauskanavan väliselle penkereelle, ja se on tyypiltään pystyrakokalatie. Kalatien yläaukko sijaitsee tulokanavan oikealla puolella ja se on yli 180 metriä pitkä. Siinä on 57 pikkuallasta, joiden korkeusero on 0,25 metriä. Vesi virtaa kalatiessä noin kaksi metriä sekunnissa ja sen virtaama on 0,3–0,7 m³/s. Lisäksi kalatien ala-altaaseen pumpataan alhaalta lisävettä houkutteluvirtaaman lisäämiseksi.
Voimalaitos.
Voimalaitoksessa toimii pystyasennossa pyörivä vesiturbiini, joka tyypiltään Kaplan-turbiini. Sen juoksupyörä on nelisiipinen ja sen halkaisija on 2,6 metriä. Juoksupyörän keskiö on 1,35 metriä paksu. Kaplan-turbiinien kääntyvillä siivillä säädetään juoksupyörän pyörimisnopeudeksi 187 kierrosta minuutissa. Tulokanavan välpän kalterien väli on 18 senttimetriä.
Voimalaitoksessa on pudotusta 13,5 metriä ja sen rakennevirtaama on 64 m³/s. Voimalan kapasiteetti on nykyään 7,6 megawattia, jonka avulla on tuotettu sähköenergiaa lähes 27 gigawattituntia vuodessa. Jos voimalaitosta käytetään pitkiä aikoja, alkaa laitteisto värähdellä ja tuotanto on siksi katkaistava säännöllisin väliajoin.
Luontoarvoja.
Kalatie on osoittautunut epävarmaksi tavaksi siirtää kaloja voimalan ohitse yläjuoksulle. Kalojen tulee löytää ulosvirtauksen joukosta kalatien virtaus. Kalatien toiminta vaatii pienen virtaaman, mikä on poissa voimalaitoksen sähköntuotannosta. Usein onkin käytössä kalojen nousuun ajoitettu suurempi houkutteluvirtaus, joka toisinaan toimii hyvin. Kalatien toimintaa ei ole ehditty tutkimaan kovin montaa vuotta, mutta sen läpi kuitenkin ehtii vuosittain uimaan useita eri kalalajeja, vaikka määrät ovat vielä vaatimattomia . Erässä tutkimuksessa tutkittiin alas vaeltavien kalojen reitinvalintaa. Ajankohdaksi valittiin kevättulvan aika, jolloin käytössä oli myös ohijuoksutus. Ylävirtaan jätetyistä merkityistä kaloista kolme neljäsosa kaloista menivät vesiturbiinin läpi, neljäsosa ohijuoksutuskanavan läpi, mutta yksikään merkityistä kaloista ei käyttänyt kalatietä. Vesiturbiini on kaloille kuolettava reitti, ja Hietakosken voimalassa kuoli 10 % merkityistä kaloissa siellä. Lisäksi ulosvirtauskanavassa vaanii petokaloja, jotka söivät 11–37 % kaloista. Voimalan ohituksen kuolleisuus oli 39–55 %.
Historiaa.
Hietamankoski on ollut seutukunnan suurin koski. Siihen oli 1800-luvulla rakennettu kolme vesimyllyä. Vaikka Gustav Aadolf Serlachius ostikin kosket itselleen, jäi esimerkiksi Juho Vesteriselle elinikäinen oikeus myllyyn koskessa ja koskessa pyörikin jalkamylly vielä 1950-luvulla. Serlachiuksen tavoitteena oli rakentaa kosken rannalle tehdas, mutta hän ehti kuolla ennen sen toteutumista. Kosken on 1800-luvulla ylittänyt silta, jossa on ollut kaksi silta-arkkua ja jonka jänneväliä on kannatellut riippusillan kannattimet. Tässä muodossa vuoden 1899 tulvat veivät sillan mennessään. Silta rakennettiin luonnollisesti uudelleen mutta vasta vuonna 1952 ja se tuli maksamaan noin 10 miljoonaa markkaa.
Suojoen uoma alkaa vuonna 1967 julkaistussa peruskartassa Kiimaskoskesta ja sen jälkeen pian tulevassa Aittokoskesta. Koskissa joen vedenpinta putosi 0,73 metriä. Aittokosken alla joki leveni suvannoksi, jossa oli kaksi jokisaarta. Hietamankoskessa vesi putosi 8,5 metriä (toisen lähteen mukaan 7,9 metriä ) ja kosken rinnalla sijaitsi aikaisemmin kaivettu uittotoimintaa helpottava uoma . Kosken pituus oli noin 300 metriä ja leveys 50 metriä . Kosken alla sijaitsi kaksi saarta ja seuraavaan Varpakoskeen asti virtasi joki leveänä. Vesi putosi Varpakoskessa 1,5 metriä ja virtasi sen jälkeen pyöreän muotoiseen suvantoon. Nämä joen piirteet on voimalaa rakentaessa tuhoutuneet. Kaakkoon virtaava joki kaartaa tämän jälkeen vasemmalle alittaen samalla Jyväskylän ja Kokkolan välisen maantien. Tien jälkeen joki kääntyi jyrkästi kohti pohjoista, jossa se ennen laski Vätälänkoskesta Naarajärveen. Koskessa sijaitsi saari, jonka molemmilta puolilta koski virtasi järveen. Vätälänkoski ja sen saaret ovat nykykartoista kadonneet.
Hietaman vesivoimalaitoksen valmistumisvuosi on 1966 ja käyttöönottovuosi 1967. Sen pudotuskorkeus oli alussakin 13,5 metriä mutta rakennevirtaama vain 60,0 m³/s. Karttojen mukaan vaikuttaa siltä, että voimalaa rakennettaessa alapuolisen Suojoen uoma perattiin suoraksi ja Varpaskoskea syvennettiin. Samassa yhteydessä katosi Vätälänkoski ja sen saaret. Voimalan kapasiteetti oli aluksi 7,2 megawattia ja sähköenergian vuosituotanto 26 gigawattituntia.
Voimalaitos on peruskunnostettu vuonna 1994, jolloin sen rakennevirtaama on ollut 64 m³/s ja samalla sen tuotanto on tehostunut.