1.5. Защита от эвтрофикация водоемов.

Для роста и развития растениям нужны углерод, кислород, водород, азот, фосфор и другие элементы. Озера с большим количеством этих необходимых растениям элементов называют эвтрофными (греч. «еи» - хорошо, «trophe» - пища). Особую роль в развитии растений играют N и P. Относительно высокие их концентрации позволяют развиваться громадному количеству водных растений, в частности водорослей.

Сине-зеленые водоросли относятся к группе низших, наиболее примитивных растений. В большинстве случаев это одноклеточные организмы, обычно соединяющиеся в колонии. Живут не только в воде, но и на суше. Это самые распространенные растения земного шара. Они первыми заселяют бесструктурные почвы и совместно с бактериями подготавливают их для освоения др. растений.

Быстро растущая популяция водорослей вызывает так называемое «цветение» воды – вода становится зеленого, синего и др. цвета.

При избыточном развитии водорослей качество воды резко ухудшается. В результате активно протекающих процессов брожения и гниения вода насыщается токсичными продуктами, обедняется кислородом, приобретает неприятные запахи. Рыба погибает, поскольку ночами весь или почти весь кислород воды растения используют на дыхание, ничего не оставляя рыбам.

Эвтрофные озера нельзя использовать ни для отдыха, ни как источник воды.

Любое чистое и красивое олиготрофное («олиго – бедный») озеро может стать эвтрофным при поступлении в него избыточного количества P или N (N – удобрения с с/х полей, коммунальные стоки, откормочные хозяйства; P - удобрения, бытовые сточные воды, откормочные хозяйства).

2. Мероприятия по очистке загрязненной воды рек и водоемов.

2. 1. Методы, основанные на интенсификации природной самоочищающей способности водотоков и водоемов.

Процесс самоочищения происходит под влиянием:

1) солнечной радиации;

2) деятельности микроорганизмов;

3) деятельности растений.

Самоочищение загрязненных вод может происходить лишь при многократном (1:7, 1:12) их разбавлении чистой водой.

Главный фактор процессов самоочищения воды – кислородное насыщение. Под влиянием растворенного кислорода происходят окисление органических веществ и выпадение их на дно водоемов в виде минерального осадка.

Вода насыщается кислородом из воздуха. Наиболее интенсивно – на реках с быстрым течением и при сильных ветровых волнениях. Этому способствует жизнедеятельность высших водных растений, насыщающих воду кислородом в результате фотосинтеза под влиянием солнечной радиации.

Поэтому необходимо:

а) заселение макрофагов в реки и водоемы (биоплато в мелководной зоне – тростник, камыш; в глубоководной зоне – роголистник и рдест)

(биоплато снимает до 94 % неорганического азота, до 90 % фосфора);

б) подкормка микроорганизмов, разлагающих загрязняющие вещества.

2. 2. Регулирование речного стока:

а) увеличение расхода рек, которое может предотвратить недопустимую концентрацию от загрязнения сточными водами;

б) поддержание режима, близкого к естественному, улучшает гидробиологический режим в реке, повышает ее самоочищающуюся способность.

3. Мероприятия, машины и механизмы, применяемые в работах по рекультивации малых рек и водоемов.

3.1. Аэрация воды в водоемах.

При загрязнении воды в водоемах (прудах) промышленными стоками содержание кислорода в воде снижается, следовательно, снижается способность вод к самоочищению.

Для обогащения воды кислородом (главным образом, из воздуха) в прудах применяют различные аэрационные установки.

Аэрация – повышение содержания растворенного в воде кислорода за счет его поглощения из воздуха.

Рассмотрим основные методы аэрации:

Разбрызгивание воды в воздухе. Воду забирают из пруда насосами и подают на возможно большую высоту с одновременным разбрызгиванием или распылением при помощи насадок, форсунок, распылителей. Чем мельче частицы воды, т.е. чем большее их количество и чем дольше они находятся в воздухе, тем интенсивнее идет процесс аэрации. При падении воды в пруд также происходит аэрация за счет волнения водной поверхности. Применяются различные дождевальные машины и устройства, например, ДДН – 70, агрегатируемая с трактора. Позиции машины при работе с тракторами должны отстоять на 100м. при поливе по кругу и на 50 м. – при работе по сектору. Агрегат обслуживает одни тракторист. Возможно применение насосов, направляют воду под напором в водоем.

Нагнетание воздуха в воду.

Этот метод аэрации осуществляется подачей воздуха под давление в толщу аэрируемой воды. Насыщение воды кислородом осуществляют с помощью компрессоров, воздуходувок, или вентиляторов, которые нагнетают воздух под давлением по трубам, имеющим пористые фильтры и распылители. Чем меньше пузырьки и больше их количество, тем больше поверхности соприкосновения воздуха с водой и тем больше растворимость кислорода.

Компрессорная аэрационная установка.

состоит из компрессора, подающего по трубам воздух под давлением в колодец- аэратор (деревянный или бетонный), откуда у дна он выпускается через мелкие отверстия патрубков (диаметром 0,2-0,3 мм) или лучше микропористые пластины.

В поперечном сечении аэратора находится перегородка, не доходящая до дна на 10 м. Вода поступает сверху вниз и через отверстие перегородки у дна попадает во второе отделение и двигается снизу вверх. Во 2-е отделение подводится воздух, который мелкими пузырьками, устремляясь вверх и интенсивно смешиваясь с водой, аэрирует ее.

3.2. Оборудование для восстановления рек и водоемов.

3.2.1. Общие сведения

Под гидромеханизацией понимают способ производства земляных работ, при котором для разработки, транспортирования и укладки грунта используют силу потока или струи воды. Гидромеханизацией можно выполнять одновременно весь комплекс земляных работ или отдельные операции.

Механическую смесь воды с грунтом, получающуюся в результате воздействия струи или потока воды на, грунт, принято называть пульпой, или гидромассой.

Количество воды, необходимое для размыва или транспортирования 1 м3 грунта, называют удельным расходом воды. Удельный расход воды на разработку грунта зависит от характера грунта, а на транспортирование—от характера грунта и уклона местности.

Степень насыщения пульпы (гидромассы) грунтом называют ее консистенцией. Отношение единицы объема грунта к объему воды в пульпе — объемная консистенция; отношение массы грунта к массе воды в пульпе—массовая консистенция.

Объемную консистенцию обычно выражают как отношение 1 м3 грунта в естественном сложении (целине) к объему воды, требующемуся для его разработки (например, 1 : 5, 1 : 10).

При гидромеханизации применяют два основных способа разработки: размыв грунта струёй воды и всасывание грунта из-под воды с применением в плотных грунтах механического рыхления для повышения консистенции пульпы.

Транспортирование пульпы может быть самотеком по желобам или канавам и напорное по трубам землесосными установками и гидроэлеваторами.

Основные преимущества гидромеханизации перед другими способами земляных работ: сравнительно небольшая масса и простота оборудования. высокая производительность каждого рабочего;

незначительная потребность в квалифицированной рабочей силе;

высокое качество укладки грунта и т. д. Недостатки гидромеханизации: нельзя применять ее для разработки всех видов грунтов;

требуется значительное количество воды и энергии; необходимо иметь достаточное место для размещения отвалов.

По конструкции и принципу работы оборудование для гидромеханизации делят на землесосные снаряды, гидромониторы, гидроэлеваторы.