Oulujoen voimalaitosten erityispiirteet

Yleistä Oulujoen rakentamisesta

Koskien hyödyntäminen Suomessa on alkanut jo 1600 luvulla lähinnä myllyjen ja muun mekaanisen voiman tuotannolla. 1800 -luvulla alkanut teollistuminen johti ensin Etelä-Suomen koskien hyödyntämiseen, myöhemmin myös muualle maakuntiin laajenevin toimenpitein koskien patoamisilla. Mutta vasta viime vuosisadan alussa sekä teollistumisen laajeneminen että rautateiden sähköistämisen alkaminen muualla Euroopassa sai aikaan sen, että Suomen valtio ja isot yritykset alkoivat kaavailemaan isojen pohjoisten jokien valjastamista sähköntuotantoon.  Valtion toimesta perustettiin koskivoimakomitea 1917, joka alkoi suunnittelemaan sekä Itä-Suomen että pohjoisten jokien rakentamista. [1] Vuoksen vesistön rakentaminen alkoi 1922 ja suuri Imatran voimalaitos valmistui 1929. [2]

Oulujoen rakentamisen selvitystyö lähti käyntiin, kun koskivoimatoimikunta perustettiin. Laajempaa mielenkiintoa se alkoi herättää, kun Imatran voimalaitoksen rakentaminen Vuoksen vesistössä edistyi ja toimikunta sai lisää resursseja työhönsä. [3] Tätä suunnittelua kuitenkin hankaloitti voimassa oleva vesilaki, joka ehdottomasti kielsi joen sulkevan padon rakentamisen lohipitoisiin jokiin. Myös tärkeä puun uitto ja turistiveneliikenne olisi hankaloitunut kaikenlaisesta joen rakentamisesta. [4] Niinpä ryhdyttiin miettimään lain muutosta, koska 30 -luvun yleismaailmallinen lama ja sähkön tarpeen raju kasvu oli väistämättä edessä. Vesilakiin hyväksyttiin muutos, että lohipitoisen joen sulkeminen tuli mahdolliseksi, jos kalastukselle aiheutuneet vahingot korvataan ja siitä johtuva haitta on yli kaksi kertaa vähäisempi kuin saatava hyöty. [5]

Tällä perusteella alkoivat valtio ja isot yritykset sekä kaupungit etsimään ratkaisuja energian saannin turvaamiseksi. Oulujoen kosket ja rannat olivat verraten hyvin ”mitattu ja punnittu”. Kyse oli sen jälkeen siitä, miten ranta-asukkaan ja maanomistajat saatiin myötämielisiksi rakentamiselle. Rakentaminen oli sidottu paljolti koskiosuuksiin, joita piti hankkia riittävä määrä, jotta rakentaminen yleensä oli mahdollista.  Valtiojohtoinen Imatran Voima Oy oli jo ennakkoon hankkinut rantamaita ja muodostanut tälläkin tavalla uusia koskitiloja. Myös isoilla metsäyhtiöillä oli isoja rantakiinteistöjä jo ennakkoon joen varressa. Ja tilakaupoilla yritettiin saada valtaosa vesialueista haltuun rakentamista varten.

Haasteet ja erikoisuudet Oulujoen rakentamisessa

Merikoski

Oulujokisuulla Oulun kaupunki ennätti saada ennen sotia luvan Merikosken voimalan rakentamiseen vuonna 1939. Työt laitettiin käyntiin heti ja Oulujoen suiston pohjoisväylään alettiin rakentaa voimalaitosta, joka 11 metrin putouskorkeudella tuottaisi Oulun kaupungille kattavasti sähköä. Rakentaminen vaati yläkanavan patoamista ylävirtaan, jotta putouskorkeus voitaisiin hyödyntää täysin joka tilanteessa. Jokisuiston eteläiset haarat jäivät ”palvelemaan” tulvapatojen kautta laskettavaa vettä. Eteläisimmässä väylässä, ns. Lasaretin väylässä sijaitsi pieni 1920 luvulla rakennettu vesivoimala. Myöhemmin Merikosken padotuskorkeutta on nostettu noin puolella metrillä Merikosken sähkötuotannon nostamiseksi.

Oulun kaupunki omistaa edelleen Merikosken voimalan ja sitä hallinnoi Oulun kaupungin liikelaitos, Oulun Energia.

Pyhäkoski

Kun alkuperäisiä suunnitelmia tehtiin 30 -luvulla Pyhäkosken osalta, oli tavoitteena tehdä Suur -Pyhän voimalaitos. Pyhäkoskihan oli 12 km pitkä ja liki 60 m korkea koski, joka tasaisen loivana laski vetensä Muhoslampeen. Tällöin suuri voimalaitos olisi sijoitettu Sotkajärven alapäähän ja vedet siitä johdettu kalliotunnelia pitkin Muhosjokeen lähelle nykyistä kirkonkylää. Vaikka Pyhäkosken -Pällin alue oli ikivanhaa kallioperää, niin lähemmissä maaperätutkimuksissa todettiin kallion olevan niin halkeillutta ja rapautuvaa, että sen aikaisella tekniikalla ei ehkä olisi saatu kalliotunnelia helposti vedenpitäväksi eikä tunnelin alapurkupaikkaa kestäväksi syvien savikerrosten takia. Suunnittelussa siirryttiin vaihtoehtoon b, mikä tarkoitti sitä, että Pyhäkosken putouskorkeus jaettiin kolmen voimalaitoksen kesken; kosken luusuaan suunniteltiin Pällin voimalaitos, keskelle koskea Pyhäkosken voimalaitos ja alimmaksi Montan voimalaitos. 

Imatran Voiman vesilaboratoriossa testattiin moneen kertaan pienoismalleilla voimalaitokset. Etenkin vesien käyttäytyminen padoissa oli tarkasti hallittava.

Pyhäkosken voimalaitostyömaa [6] avattiin keväällä 1941 keskelle ”korpea”. Rakennuskohde oli mahdollisimman vaativa jo kanjonimaisen profiilin ja tulevien patorakenteiden korkeuden -yli 60m- takia. Sellaista ei vielä oltu Suomessa rakennettu. Yhtenä keväänä vei kevättulvat rakennetut maapadot mennessään. Kaikki infra piti suunnitella ja rakentaa tiettömien taipaleiden taakse. Rakentaminen aloitettiin alueiden ojittamisella ja teiden tekemisellä. Kaikesta oli pula; koneista, tarvikkeista ja palveluista sekä miehistä, joista suuri osa joutui rintamalle.

Yhteen aikaan työmaalla oli naisia ja koulupoikia enemmän kuin työmiehiä. Tämän takia itse voimalan ja patorakenteiden rakentaminen sujui verkkaisesti. Taloja, toimistoja ja työtiloja kuitenkin valmistui kohtuullisen ripeästi, niin että kun miehet tulivat sodasta, oli asunnot ja muut valmiina ja työt saattoivat täydellä teholla käynnistyä. Etenkin pato- ja voimalatyömaa eteni rivakasti niin, että jo 1948 padon yläpuolelle voitiin nostaa yläaltaan vesi. Pula kuitenkin oli jatkuvasti maansiirtokoneista, nostureista, kuorma-autoista, kallioporista ja käsityökaluista, joita jouduttiin hankkimaan ympäri maailmaa. Myös voimalaitosten isot laitteet olivat hakusessa, mm generaattorit lopulta saatiin USAsta. Huomionarvoista työmaalla oli köysirata joen yli, joka mahdollisti tehokkaan tavarain ja materiaalien siirron vaikeissa maasto-olosuhteissa. Osa koneista olivat aluksi vielä höyrykäyttöisiä.

Pyhäkosken voimalaitos valmistui siten, että ensimmäinen koneisto käynnistyi 1949 ja kolmas 1951, jolloin voimala katsottiin valmistuneen. Suomen korkein pato ja siihen liittyvä konesali oli erittäin vaativa betonitekninen työmaa Suomen oloissa, jonka seurauksena saatiin betoni- ja vesirakentamisen osaamista tulevia rakennustyömaita varten. (Betoni- ja maarakennustoimisto BML, josta tuli yksi tärkeä osa Suomen VTTtä)

Betonirakentamisen hallinta oli ensiarvoisen tärkeä ja välttämätön. Koko 20 -vuotisen suurhankkeen aikana tehtiin uraauurtavaa työtä betonitutkimuksissa ja -kehittämisissä. Kuva Kuva BMLn uudesta tutkimuskeskuksesta.

Jylhämä

Oulujoen vesien hallitsemiseksi alajuoksun rakennusaikaan ja etenkin myöhemmässä vaiheessa aloitettiin Jylhämän voimalaitostyömaa [7]. Joen suu tuli ruopata säännöstelylle sopivaksi ja siitä jouduttiin poistamaan vedenalaista kalliokynnystä huomattava määrä. Näin työn kautta opittiin vedenalaista louhintaa. Saatavasta louhosmäärästä voitiin rakentaa valtavat patorakennelmat yläaltaan vedelle ja yhdistää luontevasti Oulujärven pinta voimalaitoksen yläaltaaseen. Koska työmaa oli laaja ja jokseenkin kaukana kaikesta, yhtiö kunnosti priimakuntoon ostamiaan maatiloja. Niistä hyötyi koko voimalaitosyhteisö vallitsevan pula-ajan aikana. Jylhämä toimi koko rakennusajan yläpuolisen joen rakennuskeskuksena.

Pälli

Pällin voimalaitoksen [8] tarkoituksena oli hallita Pyhäkosken yläosaa eli koskenniskaa. Sen rakentaminen aloitettiin ennen kuin Pyhäkosken voimalaitos valmistui, koska sodasta tuleville ihmisille tuli saada töitä. Täälläkin -kuten Pyhäkoskella- aloitettiin rakentaminen hevos- ja miesvoimin teiden tekemisellä. Myös tänne rakennettiin tilapäisiä asuinrakennuksia suuren työntekijämäärän tarpeisiin. Työnjohto toimi paljolti Pyhäkoskelta käsin.

Huomattavinta Pällin rakentamisessa oli betonielementtien käyttäminen voimalaitosrakentamisessa, etenkin ulkoverhouksessa. Muutenkin betonin käyttö mm talvirakentamisessa kehittyi huimin askelin; pystyttiin suorittamaan betonivaluja myös tavisaikaan suojaamalla se rakennuspahvein ja lämmittämällä syntyneitä tiloja.

Nuojua

Alun perin, Niskakosken padon suunniteltiin säännöstelevän Oulujärveä. Kuitenkin patojen rakennuspaikkoja tarkemmin tutkiessa huomattiin, että Niskakosken rakentaminen muuttui kahden voimalaitoksen ratkaisuksi. Jylhämän alapuolelle tuli Nuojuan voimalaitos [9] ratkaisuna edulliseksi sen sijainnin ansiosta; kallio pinnassa ja joki sillä kohtaa useammassa uomassa. Samalla kuitenkin opittiin rakentamaan korkeampia maapatoja kuin aiemmin oli tehty; jopa yli 25 metriä työpatoja käytettiin rakentamisessa. Samalla selvittiin olosuhteisiin nähden lyhyellä alakanavalla. Nuojualla rakennuskustannukset rakennuspaikasta ja olosuhteista johtuen olivat muihin laitoksiin nähden alhaiset. Kuitenkin laitoksesta tuli Oulujoki Oyn toiseksi tehokkain sähkölaitos.

Voimalaitosten rakentamisessa tärkeä osa oli vedenalainen rakentaminen ja siinä sukeltajien tehokas työryhmä avustajineen ja kunnollisine laitteineen oli avainasemassa. Kuva Nuojuankoskesta.

Montta

Pyhäkosken koskijakson alin osa oli Montankoski. Sen haasteena oli, että kosken lopussa oli vain savea tai savikiveä. Tavallisesti vesivoimalat tehtiin kallioperustalle.  Saven päälle rakentaminen vaikutti koko patorakennelman muotoon, joka ei voinut olla suoraseinäinen vaan ”kulmikas”. Padon rakenteet ankkuroitiin 60 metrin syvyyteen savikivikerroksiin, jotka maaperätutkimuksissa olivat löytyneet. Suomessa erikoisella valutekniikalla saatiin pato ankkuroitua tiukasti paikoilleen, mikä oli uusia aluevaltaus patorakentamisessa vaativissa oloissa [10]. Samoin haastetta antoivat savisten maiden rakenteiden ja vesirajan välinen alue, koska veden eroosio pyrkii helposti kuluttamaan maaperän pois. Kun rakentaminen toteutettiin kiinteällä, vedettömällä maalla -itse laitos tuli joen niemeen- oli rakenteet vara tehdä järeämmäksi kuin tavallisesti.

Montan voimalaitoksen [11] välittömään läheisyyteen sijoitettiin myös velvoitekalanviljelylaitos, joka on ollut oleellinen osa joen rakentamisen kalakantojen hoitoa ja on sitä vieläkin.

Utanen

Oulujoen kahden suuren kosken, Niskakosken ja Pyhäkosken välissä oli vielä kaksi koskea ja järvi. Näiden rakentamiseen järkevästi mietittiin useita ratkaisuja. Yksi vaihtoehto oli tunneliratkaisu, joka yhdistäisi nämä kaksi matalaa koskea yhteen voimalaitokseen. Kuitenkin halvemmaksi laskettiin avokanavan rakentaminen Utakoskesta Sotkakoskeen ja siitä Sotkajärveen. Kanava, joka oli aikanaan Euroopan suurimpia louhostyömaita, rakennettiin lopulta Utajärven läpi. Tällä Utasen voimalaitos [12] hyödynsi molempien koskien korkeuseron.

Merkille pantavaa oli, että työmaalle kehitettiin ja rakennettiin uusia porakoneita ja -vaunuja. Samoin räjäytystekniikkaa kehitettiin, koska työmaa sijaitsi keskellä taajamaa. Työmaalle hankittiin työn tehostamiseksi valtavia kaivinkoneita ja kuljetuskalustoa. Maisema oli kaivamisen jäljiltä aluksi kuin kuun pinnalta, mutta myöhempinä vuosina kehitettiin menetelmiä, millä saatiin puusto ja kasvusto viihtymään louhikoissa niin, että niitä ei enää erota kaivetuiksi mäkimaastoiksi.

Emäjoen rakentaminen

Emäjoki oli Oulujoki Oyn seuraava rakennuskohde [13]. Ajateltiin, että vesistön latvoilla oli useita järviä, jotka varastoivat suuren määrän vettä kevään tulvista seuraavaa talvea varten. Veden eli ”polttoaineen” varastointi on ehdoton edellytys järkevälle vesistön säännöstelylle. Tarkoituksena oli saada koko vesireitti tehokkaan sähköntuotannon piiriin.

Emäjoen rakentaminen oli ”sarjatuotannon mestarinäyte”. Yhden vaiheen valmistuttua työmaalla, työryhmät siirtyivät seuraavalle työmaalle tekemään pääosin samoja töitä. Työporukat hitsautuivat yhteen ja henkilöt oppivat yhä paremmin ja laadukkaammin tekemään tehtävänsä. Tämä nopeutti huomattavasti voimaloiden valmistumista jopa niin että 3 voimalaitosta syntyi alle neljässä vuodessa. Myös se, että Oulujoen voimalaitostyömailta saatiin käyttöön yhä suurempia ja tehokkaampia työkoneita, tehosti työskentelyä työmailla.

Ämmän voimalaitos

Ämmän laitoksen avulla oli suunniteltu toteutettavaksi laajan Kiantajärven säännöstely. Voimalaitos rakennettiin Emäjoen itäiseen laskuhaaraan, ja uomat louhittiin kallioon. Läntinen väylä padottiin. Aiemmin joessa on ollut pieni voimalaitos, joka purettiin uuden rakentamisen yhteydessä 1958.

Aittokosken voimalaitos

Aittokosken voimalaitos saa vetensä Vuokkijärvestä. Se on rakennettu myös kallioperustalle. Putouskorkeus on tällä voimalaitoksella harvinaisen korkea eli n 30 metriä ollen vesistön kolmanneksi suurin. Järven ja voimalan välissä on vielä yksi säännöstelypato, Vuokkijärven pato, jossa ei ole muuta kuin säännöstelyluukut.

Seitenoikean voimalaitos

Seitenoikean voimalaitos säännöstelee Hyrynsalmen Hyrynjärveä ja Seitenjärveä, jotka ovat Emäjoen osia. Järvien välissä on suoritettu joen vanhan väylän perkauksia laajasti. Samoin voimalan alapuolisilla jokiosuuksilla aina Ristijärveä myöten. Jättikaivinkone Marion 7400 saattokoneidensa kanssa tekivät tämän valtavan urakan. Joen varret ”verhoiltiin” kaivumassoilla, jotka olivat pääasiassa louhosta ja hiekkaa.

Leppikosken voimalaitos

Samoihin aikoihin, kun Emäjoen yläjuoksua rakensi Oulujoki Osakeyhtiö, oli rakennustyöt aloitettu Paltamon Leppikoskella Kajaani Oyn toimesta. Ennen voimalan valmistumista Oulujoki Oy teki kaupat ostaakseen sen ja saadakseen koko joen ”omaan käyttöön”. Yhtiöiden välillä sovittiin, että Kajaani Oy rakentaa laitoksen valmiiksi. Näiden tapahtumien johdosta Leppikoski on erilainen ulkoa ja sisältä kuin muut joen laitokset.

Kuvat ovat Fortum Oyjn kuva-arkistosta.

Matti Pulkka

[1] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, s 11

[2] Puoli vuosisataa Imatran Voimaa, Imatran Voima, 1982, ss 13-45

[3] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, s 13

[4] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, s 13

[5] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, s 14

[6] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, ss 21-27

[7] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, ss 27-37

[8] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, ss 37-39

[9] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, ss 39-40

[10] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, s 41

[11] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, ss 40-42

[12] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, ss 42-46

[13] Vesivoimaa Oulujoesta 50 vuotta -sähköllä eteenpäin, Oulujoki Oy, 1991, ss 47-52