Регулирование зарастания водных объектов и управление ими

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт водных проблем РАН, г. Москва, Россия

Регулирование зарастания водных объектов и управление ими

В.Д. Казмирук - канд. геогр. наук

Степень зарастания водных объектов может являться одной из причин их экологического благополучия. В ходе эволюции растительность выработала ряд защитных механизмов, и ее присутствие способствует разложению многих химических соединений. Выделяя органогенный кислород и аэрируя воду, высшая водная растительность (ВВР) способствует окислению органических загрязнений бактериями, одновременно используя полученные продукты распада для своей жизнедеятельности. В некоторых случаях степень удаления органических примесей с помощью макрофитов выше, чем при использовании промышленных методов очистки воды в аэротенках. На проточных участках с общим проективным покрытием ВВР до 50 %, растительный опад и накопившийся за вегетационный период ил вымываются и выносятся течениями за пределы зарастающих зон, что способствует быстрому разложению и депонированию продуктов распада.

Однако если на закрытом от ветро-волнового воздействия участке преобладает жесткая воздушно-водная растительность с проективным покрытием более 70 %, то ВВР в 10…100 раз уменьшает водообмен, способствуя накоплению органических веществ и сплавинообразованию. В этих условиях снижается интенсивность фотосинтеза, что вместе с поглощением кислорода в темное время суток создает его дефицит и затрудняет минерализацию органического вещества. Накопление в воде продуктов метаболизма приводит к раннему угнетению и разложению макрофитов, что может вызвать летние заморы рыбы. Разложение и гниение органического вещества, в свою очередь, снижает рН воды, что усиливает растворимость и подвижность металлов, их десорбцию из донных отложений. Кроме того, усиливается поступление из донных отложений фосфора, подавляется деятельность аэробной микрофлоры, ускоряется процесс заболачивания. Происходит не только снижение качества воды и падение биологической продуктивности водоема, но и потеря рыбохозяйственного значения зарослей: густые заросли полупогруженных растений непригодны в качестве нерестилищ и мест нагула рыб.

Процессы зарастания и заболачивания прибрежной полосы создают целый ряд проблем в прибрежных населенных пунктах и рекреационных зонах. Прежде всего, ограничивается доступ к водоему; дно прибрежной полосы формируют органические илы с большим количеством остатков полуразложившейся ВВР, что создает характерные запахи. Заросли ВВР способствуют развитию анемофелеса. Очевидно, что рекреационная ценность таких зон значительно уменьшается.

Основными путями улучшения экологического состояния зарастающих и заболачивающихся водных объектов в настоящее время являются различные методы искусственного регулирования зарастания, а также изъятие донных отложений в комплексе с мерами по снижению уровня евтрофирования водоемов. В последние годы получают развитие сложные многоуровенные биоинженерные манипуляции, целью которых является комплексное регулирование водных экосистем.

Приемами уменьшения степени зарастания водоемов и водотоков являются: создание паводкового режима, искусственное искривление русла и подъем уровня, дноуглубление, строительство рыбоходных и дренажных каналов, полузапруд, разделительных дамб, обвалование, соединение стариц с руслом, засыпка русла, облесение и залужение склонов; расчистка, драгирование, полное или частичное выкашивание (устройство прокосов), измельчение растений, локальные регулируемые палы, применение гербицидов; вселение растительноядных рыб (белый амур, толстолобик), водоплавающих птиц, нутрии, ондатры.

Для реконструкции и восстановления мелководий озер, водохранилищ и прудов чаще всего применяют методы механической расчистки и углубления. При этом, как правило, решаются задачи: 1) улучшение качества воды путем изъятия части органических илов и сплавин; 2) обеспечение условий для ската рыбы с мелководий в более глубокие участки акватории; 3) ликвидация заболоченных участков; 4) улучшение ландшафта прилегающих к мелководьям территорий; 5) добыча и использование органических илов. Необходимо поэтапно производить расчистку и углубление локальных зон с учетом конкретных задач мелиорации прибрежных участков и возможностей утилизации извлекаемого материала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принципиальная схема биоинженерного сооружения доочистки сточных вод: 1 - отстойник; 2 - ресивер; 3 - регулятор-распределитель, 4 -приемник-распределитель, 5 - ячейки с воздушно-водной растительностью, 6 - ячейки с погруженной растительностью, 7 - контрольно-приемное устройство, 8 - соединительные трубопроводы

Для улучшения и интенсификации естественных очистных свойств ВВР и сопутствующих ей организмов, а также комбинирования механической и биологической очистки сточных вод создаются различные конструкции искусственных биоинженерных водоохранных сооружений, где поток воды фильтруется как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости (рисунок). Реализации водоохранных функций ВВР способствуют: создание ботанических площадок, фитофильтрационных устройств, биопрудов с посадками ВВР, биоплато (русловое, береговое, инфильтрационное, наплавное), лугового пояса, изъятие растительной массы, депонирование загрязненных илов песком. Наибольшее развитие получили различные типы биоинженерных сооружений, как самостоятельные комплексы и как составная часть других установок, используемых для доочистки коммунально-бытовых сточных вод, диффузных стоков с промплощадок, дождевых, талых, моечных стоков, поступающих с дорожного полотна.

Широкое распространение различные типы биоинженерных сооружений получили в США, Германии, Бельгии, Нидерландах, Италии, Испании, Норвегии, Швеции, Финляндии, Ирландии, Швейцарии, Японии, Австралии - как самостоятельные сооружения и как составная часть других очистных установок для очистки бытовых сточных вод, стоков с сельхозугодий и животноводческих комплексов, при очистке горнорудных хвостов от металлов. Широкомасштабные исследования и строительство искусственных ветлендов проводятся в Китае. Доочищенные таким образом сточные воды часто имеют повторное использование, особенно в сельском хозяйстве.

В России в последнее десятилетие получили развитие габионные очистные фильтрующие сооружения, создаваемые НПО «Эколандшафт» для очистки дождевых, талых и моечных сточных вод, поступающих с дорожного полотна. В 1997-1998 гг. при реконструкции Московской кольцевой автодороги была создана система отвода и очистки сточных вод с автодорожного полотна для защиты практически всех пересекаемых кольцевой магистралью водных объектов. В дальнейшем габионные очистные фильтрующие сооружения были построены во многих местах московского региона: на Ленинградском, Киевском, Осташковском шоссе, при сооружении третьего транспортного кольца г. Москвы на Боровском и Киевском шоссе. Существуют предложения по биоинженерной защите водных объектов от загрязнения сточными водами предприятий железнодорожного транспорта.

Для восстановления ВВР в случае ее деградации используют регулирование уровня воды, создание волнозащитных устройств, укладку матов из фашин, посадку растений, опускание и колонизацию фрагментов стеблей, срезанных вручную, устройство вдольбереговых рвов, создание гнездовых площадок. Одновременно с этим устанавливают особый режим использования водного объекта и его прибрежной полосы, что включает запрет на сброс токсичных веществ, выпас скота, выкашивание и палы, катание на моторных лодках; установление особого режима прохода грузовых судов.

Выбор мероприятий в каждом конкретном случае определяется рядом факторов, однако принципиальным при этом является учет общей тенденции неблагоприятного развития природного комплекса, а также другие условия, такие как экономическая целесообразность, наличие подготовленных кадров, региональные традиции, социально-экономическая ситуация в регионе.

Существует много примеров как комплексного, так и узконаправленного использования зарастающих водных объектов или их мелководных зон. Основными сферами такого использования являются: организация особо охраняемых природных территорий (заповедников, заказников, национальных парков, памятников природы, в том числе для сохранения флористического и фитоценотического разнообразия), создание водных садов, экологический туризм, рекреация, пушное звероводство, птицеводство, охотничье хозяйство, рыбоводство, аквакультура, сельскохозяйственное производство (выращивание риса, зеленой массы), закрепление берегов и откосов дамб, каналов, рек и водохранилищ, регулирование качества воды, производство строительных материалов, заготовка топлива (в том числе производство биотоплива), выращивание лекарственных растений, заготовка сырья для производства бумаги и народных промыслов.

В заключение следует отметить, что экосистемы зарастающих водных объектов являются чрезвычайно динамичными и слабо устойчивыми к внешним воздействиям. Поэтому, планируемые мероприятия по улучшению экологического состояния зарастающих водотоков и водоемов должны быть комплексными и учитывать как естественные циклы развития различных уровней экосистемы и внутриструктурные связи, так и наличие знаний о возможных экологических последствиях намечаемых мероприятий. В противном случае возникает опасность нежелательных и пагубных последствий даже при наличии мониторинговой информации о состоянии экосистем зарастающих водных объектов.

экологический водоем зарастающий

Размещено на Allbest.ru