Skiensvassdraget ovenfor Norsjø drenerer ca. ¾ av Telemark Fylke. Det kan deles inn i fire grener: Øst-Telemarksvassdraget, Hjartdøla/Heddøla, Bøelva og Eidselva. Øst-Telemarksvassdraget har sitt utspring på Hardangervidda. Vann fra Møsvatn, Kalhovdfjorden, Mårvatn og Gjøyst renner ut i Tinnsjøen. Ut fra Tinnsjøen renner Tinnelva som munner ut i Heddalsvannet ved Notodden. Ved utløpet av Heddalsvannet har Øst-Telemarkvassdraget et nedslagsfelt på 4073 km². Hjartdøla har sitt utspring i fjelltraktene mellom Vindeggen og Mefjell. Ved Sauland renner Hjartdøla sammen med Skogsåi som kommer fra Tuddal. I likhet med Tinnelva munner Heddøla ut i øvre enden av Heddalsvannet. Fra Heddalsvannet renner Sauerelva ut i Norsjø ved Akkerhaugen. Like etter utløpet fra Heddalsvannet danner elva Bråfjorden. Bøelva har sine kilder i fjellpartiet mellom Totak, Møsvatn og Hjartdøla. Tilsiget samles i Seljordsvannet. Bøelva renner ut fra Seljordsvannet og munner ut i Norsjø ved Gvarv. Eidselva har sitt utspring i Tokkevassdraget som kommer fra Hardangervidda, og Vinjevassdraget som kommer fra Haukelifjellene. Kilden til Tokkevassdraget er Songavatn som renner ut i Totak. Ut fra Totak renner Tokkeåi, som renner ut i Bandak ved Dalen. Kilden til Vinjevassdraget er Bordalsvatn. Elvene forener seg i Grungevatn som renner videre til Vinjevatn. Avløpet fra Vinjevatn dannes av Vinjeåi som renner sammen med Tokkeåi før den renner ut i Bandak. De tre store sjøene nedenfor Dalen, Bandak, Kvitseid og Flåvatn, kalles for Vestvanna. Ut fra Vestvanna renner Eidselva. Den munner ut i Nordsjø ved Ulefoss. Fareleva danner avløpet fra Norsjø. Den munner ut i Hjellevannet som ligger oppstrøms Klosterøya. Nedstrøms Klosterøya ligger Bryggevann og derfra renner Skienselva ut i Frierfjorden. Telemarksvassdragets anadrome (lakseførende) strekning omfatter vassdraget nedstrøms Omnesfossen i Heddøla, Tinfoss i Tinnåa, Oterholtfossen i Bøelva, Ulefoss i Eidselva og Røyevannet i Bliva. Den anadrome strekningen fra Frierfjorden til Omnesfossen er ca. 8 mil. I luftlinje er det 6,4 mil. Bliva er 6,8 km fra Røyevannet til Fossum.

Industrien og kommunene i Grenland har de siste 10-15 åra gjort en betydelig innsats for å redusere utslippene av gjødselstoffer og organisk stoff. Med målbevisst satsing også de nærmeste åra, kan kommunale og statlige miljømål om badevannskvalitet i Skienselva være innen rekkevidde (vannkatalogen – Telemark 1997). Det er dessverre rester fra gamle synder i Skienselva og indre deler av Frierfjorden. Analyser fra Norsk Institutt for Vannforskning (NIVA) viser sterkt forhøyet dioksininnhold i overflatelaget i Skienselva, oppstrøms utslippet til Hydro Porsgrunns magnesiumfabrikk (NIVA-rapport 795/00). I SFT sin årsmelding for 2000 står det følgende kostholdsråd fra næringsmiddeltilsynet: "Konsum av all fisk og skalldyr fanget i Frierfjorden og Vollsfjorden ut til Breviksbrua frarådes. Videre frarådes konsum av sjøørret fanget i Skiensvassdraget og Herrevassdraget".

Skien kommune sin vurdering av vannkvaliteten:

Skienselva har meget god vannkvalitet med henblikk på næringssalter, organisk stoff og partikler. Lilleelva/Leirkup har dårlig vannkvalitet i forhold til næringssalter. Leirkup er preget av tilslamming og overgjødsling. Falkumelva har hatt mindre god vannkvalitet for næringssalter og organisk stoff og har dårlig vannkvalitet målt opp mot tarmbakterier. Bygging av avskjærende avløpsledning fra Jønnevall til Falkum har forbedret forholdene vesentlig. Farelva og Hjellevannet har god vannkvalitet basert på målinger på næringssalter, organisk stoff og partikler. Både Norsjø og Fjærekilen har meget god vannkvalitet.

I det spesielle tilfellet at samtlige kraftverk i Skiensvassdraget kjører full produksjonsvannføring om vinteren, vil avløpet fra Norsjø være rundt 425 m³/s. Dette er en flomsituasjon i vassdraget og avløpet fra Norsjø vil være større enn under den normale vårflom i regulert vassdrag. Ved full kjøring om vinteren av kraftverkene i Øst-Telemarksvassdraget og i Hjartdøla er vannføringen i Sauarelva rundt 190 m³/s (Zoologisk museum, rapport nr.21-1974).

Inngrep og reguleringer

Telemark er et av fylkene i landet med størst andel av reguleringspåvirkede vassdrag. Fiske-bestandene i vassdraget har måttet tåle mange endringer i sitt livsmiljø de siste 100 åra. Norsjø har vært regulert siden anleggelsen av Norsjø-Skienskanalen i 1860, og reguleringshøyden i dag utgjør 15 cm mellom kotene 15,15 og 15,30, hvilket tilsvarer et magasinvolum på 8,5 mill m3. Reguleringene ovenfor Norsjø medfører at vannstanden i Norsjø i langt mindre grad overstiger høyeste regulerte vannstand (HRV) på kote 15,30 (Zoologisk museum, rapport nr.21-1974). En normal vår/høstflom forbi Skotfoss er på mellom 450-510 m³/sek. Et reguleringsanlegg magasinerer nedbøren slik at vannføringen jevnes ut. Gjennomsnittlig vannføring forbi Skotfoss er 287 m³/sek. Mesteparten av året ligger Norsjø og Hjellevannet på hhv. 15,30 og 5,02. Dette gjelder ikke i flomperioder (Torstein Ruben Kaasa, pers. medd. 2005). Alle de fire store tilløpselvene i Skiensvassdraget er kraftig regulert. Både Eidselva, Bøelva, Heddøla og Tinnelva har kraftproduksjon.

De mest negative tiltak som berører fisk i hovedelvene, er de omfattende elveforbygningene som er gjennomført i Bøelva og Heddøla. Under byggearbeidene ble det ofte hentet stor stein fra elvebunnen. Den store steinen i elva stabiliserer elvemassene, gir skjul, fungerer som hvilested og gir et variert substrat. Forbygningene er konstruert og bygd som flomsikrings-tiltak, og derfor alene ut fra det formål å transportere vann bort så fort som mulig. Forbygningene er derfor strømlinjeformede og ensartede. Dette er det motsatte av det som er ønskelig fra et fiske-kultiveringssynspunkt. Fiskeribiologiske hensyn var ikke innarbeidet da slike forbygninger ble utformet. Forbygningsarbeider bidrar derfor som regel til at habitatsforholdene for fisk, spesielt laks og ørret forringes betydelig. Det er bygd mer enn 30 elveforbygninger i Heddøla og Bøelva.

Andre tiltak som er gjort i stor grad uten å ta hensyn til fisk, er utrettinger og rørlegging av mindre sideelver og bekker, slik at disse blir totalt uegnet som oppvekstområder for ørret og laks. Slike mindre sideløp er ofte viktige rekrutteringsområder i naturlige elver.

Avløpet fra Hjellevannet til Bryggevann gikk opprinnelig gjennom fire fosser. Det var Bollefoss, Langefoss, Østre eller Øvre Klosterfoss, som nå er kalt Damfoss, og Nedre eller Vestre Klosterfoss, som nå er kalt Klosterfoss. Langefoss ble stengt i 1850 da kanalens sluser ble plassert der. Bollefoss ble stengt i 1930-åra, mens avløpet i de to resterende fossene er styrt av manøvreringsorganer (Zoologisk museum, rapport nr.21-1974). Kanaliseringen omkring 1860 og anlegget av et tresliperi på Skotfoss i 1872 førte til at laksen uteble i de øvre delene av vassdraget. Som en følge av reguleringene i Skiensdistriktet finnes det i dag tre laksetrapper, en i Klosterfossen, en i Møllehølet (Skien) og en på Skotfoss.

Geologiske forhold

Kvartærgeologi omhandler geologien i den kvartære perioden, dvs. de siste 2-3 mill. år av jordens historie. Siste istid begynte trolig med en klimaforverring for ca. 80-100 000 år siden. Gjennom lange tider kom det mer snø om vinteren enn den som rakk å smelte om sommeren. Lokale breer utviklet seg etter hvert til en stor innlandsis som dekket store deler av Nord-Europa og de grunne havområdene omkring. Isen var opptil 3 000 m tykk. For ca. 10-11 000 år siden nådde den tilbakesmeltende isfronten dagens kystområder i Sørøst-Norge.

Vekten av ismassene hadde presset jordskorpen ned, slik at i forhold til havoverflaten lå landet lavere enn i dag. Marin grense i Oslo-området er 200 m over dagens havnivå. Etter hvert som isen smeltet, skjedde en landheving som følge av trykkavlastningen. Innlandsisen har vært i stadig bevegelse. Ved denne stadige bevegelsen har breen vært i stand til å endre landskapsformene. Da innlandsisen smeltet, rant det smeltevannselver under isen, oppå og langs sidene av isen. Store mengder løsmateriale ble erodert, transportert, sortert og senere avsatt i lavere nivåer. Landskap og løsmasser, slik de fremtrer i Norge i dag, kan for en stor del tilbakeføres til disse hendelsene under og like etter siste istid.

Breelvenes løp og isens oppholdslinjer bestemmer i dag hvor det er store nyttbare sand/grusressurser eller mulighet for grunnvannforsyning. Tørrlagte havavsetninger utgjør våre viktigste jordbruksområder.

I Grenlandsområdet opptrer yngre bergarter fra kambrium-ordovicium-silur (ca. 570-400 mill. år) og fra perm-tiden (ca. 280-225 mill.år). Bergartene fra første periode ligger i sin opprinnelige rekkefølge som en mektig lagpakke på over 1 000 m. Underst er det konglomerater og sandstein, deretter vekslende lag av kalkstein og leirskifer og øverst igjen sandsteinlag. Lagene er dannet ved avsetning av kalkslam, leire og sand på havbunnen i periodene kambrium-silur. Skifer og kalklagene inneholder rikelig med fossiler av for eksempel koraller, trilobitter, sjøliljer og brakiopoder.

Fra permtida finner vi i Telemark et sandsteinslag med konglomerat som ligger over sandsteinslagene fra silur. Det som imidlertid er karakteristisk for denne perioden, er den store vulkanske aktivitet. Lavamasser fløt ut, og smeltemasser trengte gjennom grunnfjellet og opp i kabro-silurlagene og lavaen (områdene øst for Gjerpensdalen). Generelt er Telemark, utenfor Grenlandsområdet, dominert av harde motstandsdyktige bergarter som er rike på kvarts og feltspat, men fattige på viktige plantenæringsemner. Løsmassedekket er ofte sparsomt, og områder med tynt, usammenhengende dekke har liten evne til å nøytralisere/bufre mot syrer i nedbøren. Kambro-silurbergartene og basiske lavaer derimot relativt høyt innhold av plantenæringsemner og større evne til å nøytralisere syrer. Vegetasjonen er her gjerne frodig og består av mange næringskrevende arter (Jansen 1986).

Befolkning

Den lakseførende delen av vassdraget strekker seg gjennom flere kommuner i nedre Telemark. I Skien, Porsgrunn, Siljan og Bamble kommuner er det hhv. 50.272, 33.204, 2.343 og 14.170 innbyggere pr. 1. januar 2003. Totalt blir dette 99.989 innbyggere i Grenland. I løpet av 2003 vil innbyggertallet passere 100.000. I Skien, Porsgrunn, Siljan og Bamble bor det hhv. 70, 211, 11 og 50 innbyggere pr. km² landareal. Folketilveksten fra 1993-2002 har vært hhv. 3,9 %, 6,4 %, 2,9 % og 0,9 %.

Årlig fangststatistikk viser at det har blitt fanget lite laks i Skiensvassdraget siden den offentlige laksestatistikken starten i 1878. Gjennomsnittlig årlig fangst gjennom hele 1900- tallet var 630 kg. Årlig snitt fra 2000-2003 har ligget på 1.535 kg. Kurven har vært stigende fra 1997 til 2003. I 2004 falt fangstene kraftig over store deler av Sør-Norge. Fra 1988-2003 utgjør årlig fangst av sjøørret 18 kg i gjennomsnitt.

Kanaliseringen omkring 1860 og anlegget av et tresliperi på Skotfoss i 1872 førte til at laksen uteble i de øvre delene av vassdraget. Den industrielle utbyggingen av vassdraget i siste halvdel av 1800-tallet forklarer hvorfor kurven har gått brått ned.

Kraftutbygging

Skiensvassdraget strekker seg helt fra Hardangervidda i nord til Frierfjorden i sør. De aller fleste elvene i vassdraget er regulert for kraftproduksjon, det samme gjelder innsjøer med litt størrelse. Totalt sett er det 37 kraftverk og 52 reguleringsmagasiner. Flere av disse er svært gamle og det er ikke knyttet noen reguleringskonsesjoner til dem. Dette gjelder blant annet kraftverkene på Sauheradfjella i Skien og på Ulefoss i Nome (Solhøi 1994). Skotfoss Kraftverk og Klosterfossen Kraftverk er også konsesjonsfrie.

I Skiensvassdraget er det tre regulanter som har de aller fleste og største reguleringene.

Øst-Telemarkens Brukseierforening (ØTB) har reguleringene i forbindelse med Rjukan. Fra Møsvatn og Mårvatn helt ned til utløpet av Tinnelva ved Notodden.

Statkraft har store anlegg i fjellområdene i Tokke-Vinje.

Skagerak Energi har flere anlegg i sentrale deler av fylket.

I tillegg til disse er det 2 kommunale anlegg. Løvenskiold-Fossum har 5 kraftverk mellom Fjellvannet og Fossum. AK eier Skotfoss og Klosterfossen.

De nærmeste kraftverka som har direkte påvirkning innenfor den lakseførende delen av Skiensvassdraget; er Skotfoss, Klosterfossen, Skien Aktiemølle, Sundsbarm, Hjardøla, Tinfos, Hogga og Cappelen/Aall. Skien Aktiemølle består av tre turbiner med tre forskjellige eiere. Kraftverka på Skotfoss, Klosterfossen og Mølla er vandringshindre for laksen. Klosterfossen og Skotfoss har Kaplan-turbiner. Det er vesentlig lavere dødelighet på smolt som passerer Kaplan-turbiner sammenlignet med Francis-turbiner. Dødeligheten er på hhv. 20 og 95 % (Finn Johansen, pers.medd. 2005). Kraftverket i Skien sentrum har to Francis-turbiner og en Kaplan-turbin. Det er felles vanninntak til Francis-turbinene og eget inntak til Kaplan-turbinen. Sundsbarm, Hjardøla, Tinfos og Hogga ligger utenfor den lakseførende strekningen, men kraftverka påvirker vannføringen i elvene. Sundsbarm regulerer minstevannføringen i Bøelva, Hjartdøla påvirker Heddøla, Tinfos påvirker Tinnåa, og Hogga påvirker Eidselva. Eidselva er betydningsløs som lakseelv, men Bøelva, Heddøla og Tinnåa er viktige gyte- og oppvekstarealer for laks og ørret. Problemet har imidlertid vært at laksen ikke finner laksetrappa på Skotfoss, og følgelig blir ikke gyteelvene oppstrøms utnyttet optimalt.

Bliva er ikke utbygd til kraftproduksjon. Løvenskiold-Fossum ønsker imidlertid å bygge ut dersom økonomien er tilfredsstillende og nødvendige tillatelser innvilges.