32. Схема Фолленвайдера. Пути управления водными системами.

Признание главной роли фосфора в лимитировании процесса эвтрофирования позволило определить гипотезу, на основе которой построены эмпирические зависимости, а затем математические модели, в которых отражена связь показателей, характеризующих трофически уровень водоема с величинами, описывающими поступление в него общего фосфора. Признание получил метод Фолленвайдера (1968), в соответствии с которым легко определить трофический уровень водоема, зная величину поступления в него фосфора (фосфорную нагрузку).

Рис. 7. 4. Определение трофического статуса озера по фосфорной нагрузке (по Фолленвайдеру)

Исходная формула Фолленвайдера (1969) была модифицирована Диллоном - Риглером (1974).

lg Chl = 1.45 lg Pобщ. - 1.14,

где Chl - концентрация хлорофилла в воде, Pобщ. - содержание общего фосфора

Для выяснения допустимой «нагрузки» озер фосфором Р. Фолленвайдер сопоставил его поступления с уровнем трофии водоемов и получил достаточно четкие корреляции. Оказалось, что необходимо учитывать глубину озер, с увеличением которой допустимая нагрузка фосфора возрастает. Так, годовое поступление фосфора в концентрации 0,2—0,5 г/м2 вызывает эвтрофное состояние озер с глубиной 5—15 м, в то время как более глубокие водоемы остаются мезотрофными или даже олиготрофными. Схема Р. Фолленвайдера позволяет в лервом приближении установить предельно допустимые «нагрузки» фосфора на водоемы с разными морфометрическими характеристиками. Например, с возрастанием глубины озер до 5, 10, 50 и 100 м допустимая нагрузка фосфора может достигать соответственно 70, 100, 250 и 400 мг/м2 в год. Превышение се в два раза грозит развитием эвтрофикации. Для азота эта норма составляет соответственно 1, 1,5, 4 и 6 г/м2 в год. Хотя схема Р. Фолленвайдера не учитывает ряд очень существенных факторов (скорости водообмена и оборота биогенов, зонально-географическое положение водоемов и др.), практическая польза се несомненна.

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. Особое внимание следует уделить размещению удаленных из водоема 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 –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.).