3.3 Механизированный способ разработки донных отложений при очистке водоемов без их опорожнения

Гидромеханический, или гидромеханизированный способ заключается в применении специальных грунтовых насосов, размещенных на борту земснарядов, или установленных на стрелах экскаваторов и кранов. Грунтососы могут производить всасывание ила со дна водоемов и перекачивать его по трубопроводу к месту его складирования, или карты намыва ила. Таким образом, гидромеханический метод может применяться даже при удалении ила с глубины в несколько метров. Главным достоинством такого способа работы является возможность перемещать грунт со дна водоема на большие расстояния без дополнительных механизмов. Cтоимость выполнения работ по очистке дна водоема значительно снижается. Единственным условием работы гидромеханизации является постоянное наличие необходимого количества воды для перекачивания грунтов [7].

При выполнении работ по очистке заиленных водоемов и добыче нерудных строительных материалов со дна водных объектов, а также при проведении дноуглубительных работ достаточно часто используют плавучие подъемные краны и экскаваторы, оборудованные на период производства работ грейферными ковшами. Такими плавучими установками донные отложения можно разрабатывать черпанием из-под воды с погрузкой их в плавучие транспортные средства.

Очищают водоемы плавучими установками в следующей технологической последовательности. Перед началом работ акваторию водоема разбивают вехами или буями на ленты разработки некоторой ширины. Разрабатываемые донные отложения загружают в баржу, причаливаемую у борта в зоне радиуса действия грейфера. Заполненную баржу буксируют катером к береговой причальной стенке, у которой ее разгружают с помощью портового грейферного экскаватора с погрузкой на сухопутные транспортные средства.

Далее донные отложения транспортируют к месту складирования, а порожнюю баржу буксируют обратно к месту разработки [3].

4. Наиболее популярные практические методы восстановления и управления водными объектами в странах ес

В странах ЕС понятие «управление водными объектами» понимается как проведение мероприятий, направленных на сохранение их хорошего экологического состояния, а также осуществление восстановительных работ. Процесс восстановления озер состоит из мероприятий, улучшающих обстановку непосредственно в озере, а также профилактических и/или восстановительных действий, осуществляемых на его водосборе.

В разных странах определение данных терминов может быть различным. Однако в обычном понимании сущность процессов «восстановление» и «управление» в отношении озер аналогична. В Германии, например, термин «Sanierung» используется при определении мероприятий, проводимых на водосборе, по ликвидации внешней нагрузки, а термин «Restaurienmg» относится к действиям, осуществляемым непосредственно внутри водоема.

Во многих странах существуют длительные традиции мониторинга и восстановления озер и других водных объектов. Первые попытки предотвратить загрязнение озер, используя систематический подход, были сделаны в 60-х годах 19 столетия. Впервые были использована такие методы, как аэрация, землечерпание и обработка сточных вод. В последние десятилетия проходили активные исследования в данной области, которые были сконцентрированы на разработке методов и возможности использовать их в различных условиях. Во многих случаях для достижения существенных результатов требуется повторное применение нескольких методов в течение ряда лет. Необходимо также обратить внимание на то, что достигнутые результаты следует поддерживать мониторинговыми программами.

Аэрация и искусственное обогащение кислородом – увеличение содержания кислорода в водной массе путем растворения кислорода в воде или подачи обогащенной кислородом воды в водоем со сниженным его содержанием. Существует много различных технических приспособлений, применение которых способствует увеличению концентрации кислорода в гиполимнионе.

Искусственная дестратификация (принудительная циркуляция) – подача воздуха в водоем для предотвращения образования термической стратификации или ее ликвидации.

Биоманипуляция (изменение пищевой цепи) – улучшение качества воды в результате удаления популяции рыбы при доминировании карповых с последующим повтором работ для предотвращения ухудшения состояния озера. При этом укрепляется популяция хищных рыб за счет пополнения их запасов (искусственное разведение) и регуляции размера ячеи рыболовных сетей.

Покрытие дна – установка барьера для снижения поступления биогенных элементов и загрязнителей из донных отложений или подземных вод в водоем с использованием различных технических возможностей.

Химическое связывание фосфора – связывание растворенного в воде фосфора соединениями железа или алюминия с последующим осаждением частиц на дно. Высокие дозы алюминия и железа усиливают способности фосфора к соединению с донными отложениями, что, в свою очередь, предотвращает его обратное вымывание на долгий период времени. Результат воздействия зависит от рН воды в водоеме.

Разбавление и поливка – снижение концентрации биогенных элементов в воде при дополнительном введении в водоем воды с низким содержанием биогенных элементов. Это увеличивает дебит и снижает время водообмена, что, в свою очередь, создает эффект разбавления и приводит к ликвидации фитопланктона и снижению концентрации биогенных элементов.

Землечерпание (удаление донных отложений) – увеличение глубины водоема и возможностей использования береговой зоны в результате удаления загнивающего материала и предотвращения обратного выхода биогенных элементов из донных отложений. Предварительно необходимо провести химический анализ донных отложений.

Удаление макрофитов (водной высшей растительности) – повышение рекреационной значимости водоема, улучшение условий обитания ихтиофауны и рыболовства. Растительность может быть удалена при использовании механических, физических, химических и биологических методов.

Подъем уровня воды – предотвращение распространения растительности в озере, повышение рекреационной значимости и улучшение береговой зоны.

Уменьшение объема вод в гиполимнионе (гиполимнион – характерный для глубоких озер холодный, бедный кислородом слой воды, лежащий ниже зоны быстрого перепада температуры) – замена воды из гиполимниона с высокой концентрацией биогенных элементов и низким содержанием кислорода водой эпилимниона, насыщенной кислородом за счет гравитации или насосом.

Важной предпосылкой для успешного проведения всех мероприятий по восстановлению озер является снижение внешней нагрузки на водоем до предела, с которым оно способно справиться самостоятельно (предел устойчивости). Внешнюю нагрузку на водосборе можно снизить различными способами (эффективная очистка сточных вод, снижение поступления от рассеянных источников сельского хозяйства, отстойники на территориях лесных угодий, организация зон для предотвращения затоплений и др.) [2].