СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ В АКВАТОРИИ ВОДОЕМА ЗАГРЯЗНЕНИЙ, ПОСТУПАЮЩИХ В ВОДОЕМ ИЗ ПРИТОКОВ И СТОКОВ Российский патент 2018 года по МПК E02B3/02 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для восстановления прудов, озер и водохранилищ, а также снижения уровня загрязнения и заиливания их основного объема путем осаждения и локализации на ограниченном участке водоема загрязняющих веществ (взвешенных частиц, антропогенного мусора, растительных остатков), попадающих в водоем из притоков и со стоками из канализационных и ливневых коллекторов, включая постоянные и аварийные сливы загрязняющих веществ. Изобретение также может быть использовано для приостановления деградации котловины водоема, если данный водоем потерял способность поддерживать процесс самоочищения.

Известен способ очистки русла реки, включающий возведение в русле реки перегораживающих гидротехнических сооружений с регулируемыми водопропускными отверстиями, накопление воды в прудах или водохранилищах выше мест расположения сооружений и формирование водных волн в русле ниже мест расположения сооружений посредством открытия водопропускных отверстий в сооружениях. Открытие водопропускных отверстий осуществляют последовательно и с очередностью, начиная с сооружения, расположенного в низовье реки, и кончая сооружением, расположенным в верховье реки, а при малом наполнении прудов или водохранилищ с обратной очередностью, начиная с сооружения, расположенного в верховье реки, и кончая сооружением, расположенным в низовье реки. Очистка реки осуществляется за счет смывания ила и донных отложений. (RU 2086729 С1, МПК Е02В 3/02, 10.08.1997).

К недостаткам данного способа относится в первую очередь, то, что смываемые донные отложения (ил) переносится из верховьев реки в низовье реки, а затем и в водоем в котором накапливаются смытые донные отложения. Это приводит к значительному увеличению слоя донных отложений и уровня загрязнений водоема в районе устья реки. В этом способе не предусматривается удаление антропогенного мусора и растительных остатков, что также приводит к повышению негативной экологической нагрузки на водоем. Кроме этого создание большого количества перегораживающих гидротехнических сооружений по руслу реки требует значительных вложений материальных и денежных ресурсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ активации процессов самоочистки воды малых рек от взвешенных минеральных частиц и загрязняющих веществ путем устройства в верховьях и средней части течения малых рек прудов или водохранилищ биоотстойников. Для чего возводят плотины из местных строительных материалов высотой 3-7 метра, которые выполняют частично или полностью фильтрующими и организуют в них водослив с высоким порогом, обеспечивающим постоянный слив верхних слоев осветленной и очищенной воды прудов или водохранилищ биоотстойников. При этом накапливаемые в прудах в биоотстойниках и водохранилищах остатки водной растительности удаляют. (Сметанин В.И. Восстановление и очистка водных объектов. - М.: Колос, 2003. - С. 88-95).

К недостаткам метода следует отнести необходимость создания большого количества дорогостоящих гидротехнических сооружений (плотин) вдоль всего русла реки. При значительном количестве притоков водоемов обустройство на каждом из них очистных сооружений экономически нецелесообразно, а зачастую и трудно выполнимо из-за труднодоступности русел притоков, например, при протекании по заболоченным низинам.

Технический результат предлагаемого способа выражается в значительном снижении поступления взвешенных частиц, загрязняющих веществ, антропогенного мусора и растительных остатков в основную акваторию водоема и локализации их в ограниченных огороженных участках водоемов (прудов, озер и водохранилищ), что позволяет снизить материальные и энергетические затраты по очистке водоемов от загрязнений, а также значительно улучшить экологическое и санитарное состояние водоема и снизить скорость его деградации, а в некоторых случаях восстановить его способность к самоочищению в особенности для зарастающих и заросших озер.

Технический результат достигается тем, что в способе локализации в акватории водоема загрязнений, поступающих в водоем из притоков и стоков, включающем возведение перегораживающих водный поток гидротехнических сооружений с регулируемым водопропускным режимом, в отличие от известного перегораживающие гидротехнические сооружения выполняют в виде насыпной замкнутой на берега водоема ограждающей дамбы, располагая ее в акватории водоема напротив устья притока или стока, охватывая всю ширину устья, а внутри, огороженной ограждающей дамбой части водоема углубляют дно, извлекая, по крайней мере, донные отложения и транспортируя их на берег водоема, при этом в ограждающей дамбе и/или огороженной части водоема строят водоотводящие гидротехнические сооружения; для отсыпки ограждающей дамбы используют грунт, вынимаемый при углублении дна огороженной части водоема; гребень ограждающей дамбы насыпают не ниже уровня водоема во время паводка; гребень ограждающей дамбы насыпают ниже минимального уровня водоема, но выше уровня донных отложений, прилегающих к ограждающей дамбе в неогороженной части акватории водоема; при углублении дна огороженной дамбой части водоема формируют, по крайней мере, одну траншею, и/или, по крайней мере, один грунтовой бруствер, и/или создают, по крайней мере, один бетонный выступ, осевая линия которых перпендикулярна направлению течения воды, вытекающей из устья стока или притока; водоотводящие гидротехнические сооружения выполняют в виде, по крайней мере, одного канала в ограждающей дамбе, и/или, по крайней мере, одного водоотводящего колодца, установленного на огороженной части водоема, с водовыпуском за пределами ограждающей дамбы, и/или, по крайней мере, одного канала в ограждающей дамбе, снабженного, по крайней мере, одной плотиной с регулируемым водостоком; ограждающую дамбу выполняют из материалов, обеспечивающих фильтрацию воды через нее; в материалы, используемые для отсыпки фильтрующей ограждающей дамбы, добавляют природные цеолиты и/или пермутиты; накопившиеся в огороженной части водоема загрязнения (донные отложения, антропогенный мусор, растительные остатки) периодически удаляют и складируют и/или перерабатывают, и/или утилизируют на берегу водоема; удаление донных отложений, и/или углубление дна и/или возведение водоотводящих гидротехнических сооружений в огороженной части водоема проводят после перекрытия поступления в нее воды и ее откачки из огороженной части водоема.

Изобретение поясняется рисунками, где:

Фиг 1. Исходное состояние дна водоема в районе устья реки;

Фиг. 2. Исходное состояние дна водоема в месте выхода трубы коллектора ливневых и канализационных стоков;

Фиг. 3. Форма дна огороженной части водоема с ограждающей дамбой, гребень которой выше уровня воды;

Фиг. 4. Форма дна огороженной части водоема с ограждающей дамбой, гребень которой ниже минимального уровня воды, но выше уровня донных отложений;

Фиг. 5. Вид в плане на ограждающую дамбу с водоотводящими каналами и на углубление дна внутри нее;

Фиг. 6. Вид в плане на ограждающую дамбу в устье притока с траншеями, брустверами и бетонными выступами;

Фиг. 7. Сечение В-В на фиг. 6 профиль дна огороженной части водоема с траншеями, брустверами и бетонными выступами;

Фиг. 8. Вид в плане на ограждающую дамбу и водоотводящие сооружения в виде колодцев;

Фиг. 9. Сечение Б-Б на фиг. 8 водоотводящей системы в виде колодцев с водосбросным трубами;

Фиг. 10. Сечение А-А на фиг. 5 водоотводящий канал в ограждающей дамбе;

Фиг. 11. Вид в плане на ограждающую дамбу и водоотводные каналы от русел притоков и стоков с технологическими перегораживающими плотинами;

Фиг. 12. Сечение Г-Г на фиг. 11 с водоотводящего канала с бетонным желобом.

В соответствии с предлагаемым способом в устье 1 (фиг. 1) притоков 2 водоемов 3 (прудов, озер и водохранилищ), а также в местах стоков 4, поступающих из коллекторов 5 (фиг. 2) включая, ливневые и канализационные, насыпают замкнутую ограждающую дамбу 6 (Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 6, Фиг. 7, Фиг. 8, Фиг. 9, Фиг. 10, Фиг. 11), охватывающую устье 1 притока 2 или стока 4. Ограждающую дамбу 6 (Фиг. 5) формируют, начиная от берега 7 с одной стороны устья 1 притока 2 или водоема 3 по обеим сторонам устья 1 притока 2, а также стока 4 коллектора 5 (Фиг. 3). Для подъезда строительной техники к началу ограждающей дамбы 6 обустраивают дороги. Ограждающую дамбу 6 отсыпают грунтом или инертными строительными материалами (песок, гравий, щебень, бут) шириной достаточной для перемещения по ней грузового автотранспорта и строительной техники. В зависимости от степени загрязнения воды поступающей в водоем 3 из притоков 2 и стоков 4, а также глубины дна 8 водоема 3 в районе устья 1 отсыпают ограждающую дамбу 6 двух видов по высоте. При необходимости исключить прямое попадание из притоков 2 и стоков 4 загрязняющих веществ в основную акваторию водоема ограждающую дамбу 6 (Фиг. 3, Фиг. 7) отсыпают высотой не ниже максимального уровня воды (max УВ) в водоеме в период паводка. Гребень 9 ограждающей дамбы 6 отсыпают ниже минимального уровня (min УВ) (Фиг. 4) водоема 3, но выше уровня донных отложений 10, прилегающих к дамбе 6 в неогороженной части водоема 3 тогда, когда глубина водоема 3 в районе устья 1 притока 2 небольшая, имеется значительный уровень донных отложений 10 и значительная часть водоема 3 за ограждающей дамбой 6 заросла водными растениями 11 (камыш, рогоз и т.д.). Для исключения разрушения гребня 9 ограждающей дамбы 6 в период ледохода и весеннего паводка ее укрепляют не ниже минимального уровня (min УВ) воды в водоеме с помощью традиционных инженерных мероприятий, например, путем отсыпки верхней части ограждающей дамбы 6 бутом и/или валунами и/или бетонными блоками 12 с просыпкой песчано-гравийной смесью (Фиг. 10). Кроме этого возможно укрепление верхней части ограждающей дамбы 6 бетонными или металлическими сваями с заливкой их бетоном или отсыпкой бутом и бетонными блоками 12.

Перед отсыпкой ограждающей дамбы 6, или в процессе отсыпки или перед отсыпкой с площади огораживаемого участка водоема 3, или, по крайней мере, с площади дна под ограждающей дамбой 6, удаляют донные отложения 10 до основных пород дна 8 водоема 3. Очистку дна 8 огороженного участка водоема 3 от донных отложений 10 проводят, например, с помощью земснарядов или другой техники, применяемой для углубления дна водных объектов (рек, прудов, озер, водохранилищ). Извлеченные со дна 8 водоема 3 донные отложения 10 грузятся на баржи или в приемные бункеры земснарядов и транспортируются в места складирования или утилизации. Кроме этого, удаляемые со дна 8 водоема 3 донные отложения 10 могут транспортироваться в места складирования или утилизации по пульпопроводам. После удаления донных отложений 10 из огороженной части водоема 3 проводят при необходимости углубление дна 8 до требуемой глубины. Площадь, форма и глубина огороженной части водоема 3 должны обеспечивать условия осаждения взвешенных частиц заданной крупности (обычно более 10-20 микрометров), поступающих в водоем 3 из притоков 2 и стоков 4.

Отсыпка ограждающей дамбы 6 может выполняться с использованием материалов, технологий и конструкций, обеспечивающих ее фильтрующие свойства, то есть сооружают частично или полностью фильтрующую дамбу 6 (Фиг. 3, Фиг. 7). При возведении фильтрующих дамб 6 могут использоваться специальные материалы, природные или искусственные адсорбенты, вступающие во взаимодействие с веществами, содержащими в воде, например, природные цеолиты или пермутиты (искусственные микропористые алюмосиликатные структуры).

После возведения дамбы 6 или во время ее отсыпки проводят углубление дна 8 огороженной части водоема 3. Грунт, добываемый при углублении дна 8 в зависимости от его физико-механических свойств может использоваться для отсыпки ограждающей дамбы 6, а при технических характеристиках не позволяющих применять извлекаемый грунт в отсыпке ограждающей дамбы 6 его транспортируют в места складирования. При проведении углубления дна 8 огороженной части водоема 3 после завершения отсыпки ограждающей дамбы 6 возможно использование двух основных технологий.

В первом случае углубление дна 8 проводят без удаления воды из огороженной части водоема 3, используя для этого земснаряды или другую технику, применяемую для углубления дна водных объектов.

Во втором случае используют «сухой» способ. Поэтому способу воды притока 2 или стока 4 отводятся в водоем 3 за пределами ограждающей дамбы 6. Для речных притоков 2 выше их устья 1 в наиболее удобном для этого месте русла насыпают перегораживающую плотину 13 (Фиг. 11), предварительно соединив русло притока выше плотины 13 с водоемом 3 с помощью временных или постоянных водоотводных каналов 14. Водоотводные каналы 14 могут быть выполнены с помощью землеройной техники в виде траншей 15 (Фиг. 12), необходимого сечения для обеспечения сброса всего объема воды, поступающего из русла притока 2. В зависимости от профиля поверхности в зоне прокладки водоотводного канала 14 (Фиг. 11), водоотводный канал 14 на всем протяжении или на его части может быть выполнен из секционных разборных или постоянных железобетонных желобов 16 (корыт) (Фиг. 12). После прекращения подачи воды в огороженную часть водоема 3 воду из нее откачивают через ограждающую дамбу 6 в водоем 3, а на осушенное дно 8 с помощью насыпных или съемных пандусов доставляют землеройную технику. Извлекаемый грунт в этом случае вывозят из огороженной части водоема 3 с помощью автомобильного транспорта. После завершения углубления и формирования дна 8 огороженной части водоема 3 по «сухому» способу перегораживающую русло притока 2 плотину 13 срывают, а в истоке водоотводного канала 14 сооружают перегораживающую плотину 17 (Фиг. 11). Удаление донных отложений 10 и углубление дна 8 из огороженной дамбой 6 части водоема 3 по «сухому» способу можно выполнять и в зимние месяцы, предварительно откачав воду из огороженной части водоема 3. Углубление дна огороженной части водоема 3 проводят после промерзания снимаемого грунта и донных отложений 10 на глубину достаточную для движения по ней землеройной техники и автотранспорта.

Если «сухим» способом углубляется дно 8 в огороженной части водоема 3, куда поступают стоки 4 из коллектора 5, то водоотведение стока 4 за пределы огороженной части водоема 3 выполняют с помощью водоотводного коллектора, соединенного с коллектором 5. или устраивают водоотводные каналы 14 (траншеи 15) или формируют канал из секционных разборных желобов 16. При этом, выпускную трубу исходного коллектора 5 перекрывают, а выпуск воды по водоотводному коллектору осуществляют за пределами огороженной части водоема 3. Удаление грунта из огороженной части водоема 3 после откачки воды выполняют любым из описанных выше методов.

На дне 8 огороженной и углубленной части водоема 3 (Фиг. 4, Фиг. 10) формируют специальный, по крайней мере, один гидротехнический объект интенсифицирующий процессы осаждения загрязняющих веществ, поступающих с водой стоков 4 или притоков 2. Например, для осаждения взвешенных частиц могут использоваться перегораживающие направление потока воды барьеры (Фиг. 9). Перегораживающие барьеры могут быть выполнены в виде грунтовых брустверов 18 (Фиг. 9, Фиг. 10) или бетонных выступов 19 (Фиг. 10), например, Т-образного вида. При этом осевая линия перегораживающего бруствера 18 или бетонного выступа 19 должна быть по всей длине перпендикулярна направлению вектора скорости воды на данном участке перегораживающего барьера. Перегораживающий бруствер 18 или бетонный выступ 19 может охватывать все устье 1 притока 2 от берега до берега или выполняться на участке с наиболее высокими скоростями течения.

К другим гидротехническим объектам, выполняемым на дне огороженной части водоема 3 относятся поперечные траншеи 20 (Фиг. 9). Осевая линия поперечных траншей 20 должна быть также перпендикулярна направлению течения воды стока 4 или притока 2. Дно и стенки поперечных траншей 20 могут быть укреплены бетоном или железобетонными конструкциями.

В зависимости от характеристик водных потоков притока 2 или стока 4 на дне 8 огороженной части водоема 3 могут использоваться как все виды гидротехнических объектов (брустверы 18, бетонные выступы 19, траншеи 20) так и каждое из них по отдельности или в любом сочетании. Последовательность расположения траншей 20, бетонных выступов 19 и брустверов 18, а также их форма определяется исходя из гидродинамики потоков, количества и вида загрязняющих веществ, содержащихся в воде притоков 2 и стоков 4.

Во время отсыпки ограждающей дамбы 6, и/или проведения углубления дна 8 огороженной части водоема 3 и/или после завершения отсыпки ограждающей дамбы 6 возводят гидротехнические сооружения, отводящие притекающую воду из огороженной части водоема 3. К таким водоотводящим гидротехническим сооружениям относятся, например, каналы или плотины шахтного типа в ограждающей дамбе 6. Если огораживается устье 1 полноводных речных притоков 2, то воду отводят из огороженной части водоема 3 с помощью, по крайней мере, одного водоотводящего канала 21. (Фиг. 5, Фиг. 6), выполненного в ограждающей дамбе 6. Дно водоотводного канала 21 должно быть не выше минимального уровня воды (min УВ) в водоеме 3. Стенки и дно водоотводящего канала 21 могут состоять из грунта, материала отсыпки ограждающей дамбы 6 или забетонированы, при этом сечение канала 21 должно обеспечивать беспрепятственный отвод воды во время весеннего паводка. Водоотводящие каналы 21, выполненные в ограждающей дамбе 6, могут быть оснащены плотинами 22 (Фиг. 8), например, плотинами с верхним пропуском воды и регулируемым сечением водопропускных отверстий или плотинами шахтного типа, обустраивая в дамбе шахтный водовыпуск с плоским затвором. Ось водоотводящих каналов 21 в ограждающей дамбе 6 должна быть по возможности перпендикулярна основному течению притока 2.

Если огораживается устье мелководных притоков 2, или огораживается зона стоков 4 ливневых или канализационных коллекторов 5, то в качестве водоотводящих гидротехнических сооружений могут использовать водоотводящие колодцы 23 (Фиг. 7, Фиг. 8) В этом случае на дне 8 огороженной части водоема 3 устанавливают, по крайней мере, один водоотводящий колодец 23, соединенный с водосбросными трубами 24. В качестве таких водоотводящих колодцев 23 могут использоваться, например, колодцы, конструкция которых описана в книге: Сметанин В.И. Восстановление и очистка водных объектов. - М.: Колос, 2003, С. 129-131. Такие колодцы, как правило, имеют квадратное сечение и содержат стойки-сваи, имеющие пазы для закладки шандор, которые в плане располагают по углам квадрата. Стенки водоотводящего колодца, образуемые шандорами, служат водосливами, через которые осветленная вода из огороженной части водоема 3 переливается в водоотводящий колодец 23. В нижней части водоотводящий колодец 23 соединен с водосбросной трубой 24.

Водосбросные трубы 24 водоотводящего колодца 23 выполняют из толстостенных стальных труб, так как в процессе отсыпки ограждающей дамбы 6 они подвергаются большим нагрузкам.

Водоотводящие колодцы 23 размещают на огороженной части водоема в зонах с минимальной турбулентностью и скоростью течения воды. При этом суммарное сечение водоотводящих колодцев 23 должно обеспечивать сток максимального объема воды, поступающего из коллектора 5. Выходное отверстие водосбросной трубы 24 располагают в основной акватории водоема 3 за ограждающей дамбой 6. При высоком уровне донных отложений 10 в месте выходного отверстия водосбросной трубы 24 над выходным отверстием устанавливают вертикальный шахтный открытый или закрытый сверху водовыпуск 25 для исключения засорения водосбросной трубы 24 донными отложениями 10.

Если высота ограждающей дамбы 6 ниже минимального уровня воды (min УВ) (Фиг. 4), то ограждающую дамбу 6 и огороженную часть водоема 3 можно не снабжать водоотводящими гидротехническими сооружениями, так как переливной характер ограждающей дамбы 6 обеспечивает достаточный водоотвод из огороженной части водоема 3.

Процесс очищения воды от загрязнений, поступающих в акваторию водоема 3 из притоков 2 и стоков 4, а также локализация этих загрязнений при использовании данного способа происходит следующим образом.

Вода, поступающая в водоем 3 из речных притоков 2 и стоков 4 через устья 1 рек или выход коллекторов 5, попадает в огороженную ограждающей дамбой 6 часть водоема 3. По дну 8 она стекает в углубление, огороженной части водоема 3, и растекается по ее площади, постепенно теряя скорость. Наиболее интенсивное замедление потока происходит у откоса ограждающей дамбы 6. Изменение характера течения воды в зоне углубления дна 8 огороженной части водоема 3 и ограждающей дамбы 6 приводит к повышению интенсивности осаждения взвешенных частиц и неплавучего мусора. А сплавина, (растительные остатки, выносимые из притоков и плавучий мусор) скапливаются у откоса ограждающей дамбы 6. Резкое уменьшение скорости течения воды, изменение направления ее течения приводит к тому, что верхний слой воды, находящийся в огороженной части водоема 3 очищается и через водоотводящие гидротехнические сооружения (каналы, плотины, водоотводящие колодцы) попадает в основной объем водоема. При этом взвешенные частицы и неплавучий мусор осаждаются на дно 8 огороженной части водоема 3, а плавучий мусор и сплавина, как правило, скапливаются у откосов ограждающей дамбы 6. Таким образом, основная часть загрязнений, поступающих в водоем 3 из притоков 2 и стоков 4 локализуется в пределах огороженной ограждающей дамбой 6 части водоема 3. Это позволяет при небольших экономических затратах снизить уровень загрязнения основной части акватории водоема 3, а также проводить периодическое удаление, накопившихся загрязнений в огороженной части водоема 3.

Для интенсификации процессов осаждения взвешенных частиц в устье 1 притоков 2 сооружают брустверы 18 или бетонные выступы 19, которые резко изменяют характер течения с ламинарного на турбулентный, что способствует более быстрому осаждению взвешенных частиц, а также улучшает аэрацию воды. Кроме этого, использование траншей 20, расположенных перпендикулярно направлению течения воды и работающих, например, по принципу работы песколовок (Сметанин В.И. Восстановление и очистка водных объектов. - М.: Колос, 2003, С. 94) также способствует более интенсивному отделению взвешенных частиц. При устройстве ограждающей дамбы 6 фильтрующего типа также происходит дополнительная очистка воды, фильтрующейся через дамбу от мелкодисперсных частиц менее 10 микрометров, и частичная нейтрализация химических соединений, находящихся в воде цеолитами, содержащимися в массиве отсыпки ограждающей дамбы 6. Фильтрующие воду ограждающие дамбы 6 целесообразно использовать при огораживании устьев стоков 4 коллекторов 5 и наличии переливных водоотводящих гидротехнических сооружений, например, водоотводящих колодцев.

Изменение направления течения воды в огороженной части водоема 3, осуществляется выбором местоположения водоотводящих гидротехнических сооружений на дамбе и в огороженной части водоема, ускоряет осаждение из воды взвешенных частиц. Например, изменяя направление вектора скорости течения притока 2 на 90 градусов за счет расположения водоотводного канала 21 в ограждающей дамбе 6 перпендикулярно направлению течения притока 2, обеспечивает дополнительное осаждение взвешенных частиц у внутренних откосов ограждающей дамбы 6.

Очистка воды и локализация загрязнений при использовании переливной ограждающей дамбы 6, гребень 9 которой расположен ниже уровня воды, но выше уровня донных отложений 10, прилегающих к ограждающей дамбе 6 снаружи, осуществляется аналогично процессу осаждения в огороженной части водоема 3, снабженной ограждающей дамбой 6, гребень 9 которой выше максимального уровня воды. Переливные ограждающие дамбы 6 могут не оснащаться водоотводящими каналами 21. В этом случае вода притоков 2 и стоков 4, попадающих в огороженную часть водоема 3 постепенно отстаивается, а верхний очищенный слой воды переливается через ограждающую дамбу 6. Переливающуюся через ограждающую дамбу 6 воду дополнительно фильтруют с помощью водных растений 11 (макрофитов), которые высаживаются на гребне дамбы и на прилегающих к внешнему откосу дамбы донных отложениях 10. Ширина защитной растительной полосы зависит от требуемого уровня очистки воды от загрязнений, поступающих из притоков 2 и стоков 4. Фильтрующие водные растения 11 (макрофиты) могут периодически извлекаться из акватории водоема, складироваться на берегу или утилизироваться.

Накопившиеся донные отложения 10, антропогенный мусор, растительные остатки (сплавину) периодически удаляют из огороженной части водоема 3, складируют и/или перерабатывают, и/или утилизируют на берегу 7 водоема 3.

В результате применения данного способа значительная часть взвешенных частиц, антропогенного мусора, химических загрязнений локализуется в огороженной части водоема 3, тем самым существенно снижая загрязнение основной акватории водоема 3, что позволяет значительно улучшить экологическую ситуацию в водоеме и способствует нормализации или восстановлению режима самоочищения водоема 3. Кроме этого локализация всех перечисленных видов загрязнений в огороженной части водоема 3 позволяет существенно снизить затраты на очистку всего водоема от загрязнений и донных отложений, так как позволяет использовать для периодического удаления донных отложений 10 «сухой» способ изъятия донных отложений, а также резко снизить транспортные издержки.

Таким образом, предлагаемый способ локализации в акватории водоема загрязнений, поступающих в водоем из притоков и стоков позволяет резко снизить уровень загрязнения основной акватории водоема, уменьшить скорость нарастания в нем слоя донных отложений, улучшить условия существования и развития бентоса, уменьшить ареал распространения сине-зеленых водорослей за счет снижения содержания в основном объеме водоема соединений фосфора и азота. Данный способ позволяет снизить степень неотложности проведения дорогостоящих водоохранных и водоочистных мероприятий на притоках 2 и стоках 4 без значительного ухудшения экологической обстановки водоема. В водоемах с очень низким средним уровнем воды (менее полутора метров) и значительной величине донных отложений, например, таких как о. Неро углубление дна в устьях притоков, увеличение содержания кислорода в воде, проходящей через гидротехнические объекты в огороженной части водоема, позволяют сохранить, или улучшить состояние рыбных ресурсов. Этому также способствует появление глубоководных зон в мелководных водоемах, где применение данного способа наиболее эффективно.

В глубоководных озерах при наличии неглубоководных участков в устьях рек этот способ также может использоваться для уменьшения сброса загрязнений в основной объем озера.

Приведенное выше показывает, что данный способ позволяет значительно снизить поступление взвешенных частиц, загрязняющих веществ, антропогенного мусора и растительных остатков в основную акваторию водоема и локализацию их в ограниченных огороженных участках водоемов (прудов, озер и водохранилищ), что позволяет снизить материальные, энергетические затраты по очистке водоемов от загрязнений, и на проведение других санитарно-мелиоративных мероприятий.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для восстановления прудов, озер и водохранилищ, а также снижения уровня загрязнения и заиливания их основного объема путем осаждения и локализации на ограниченном участке водоема загрязняющих веществ (взвешенных частиц, антропогенного мусора, растительных остатков), попадающих в водоем из притоков и со стоками из канализационных и ливневых коллекторов, включая постоянные и аварийные сливы загрязняющих веществ. Изобретение также может быть использовано для приостановления деградации котловины водоема, если данный водоем потерял способность поддерживать процесс самоочищения. Способ локализации в акватории водоема загрязнений, поступающих в водоем из притоков и стоков, включает возведение перегораживающих водный поток гидротехнических сооружений с регулируемым водопропускным режимом. Перегораживающие гидротехнические сооружения выполняют в виде насыпной замкнутой на берега водоема ограждающей дамбы, располагая ее в акватории водоема напротив устья притока или стока, охватывая всю ширину устья. Внутри огороженной ограждающей дамбой части водоема углубляют дно, извлекая, по крайней мере, донные отложения и транспортируя их на берег водоема. В ограждающей дамбе и/или огороженной части водоема строят водоотводящие гидротехнические сооружения. Технический результат предлагаемого способа выражается в значительном снижении поступления взвешенных частиц, загрязняющих веществ, антропогенного мусора и растительных остатков в основную акваторию водоема и локализации их в ограниченных огороженных участках водоемов (прудов, озер и водохранилищ), что позволяет снизить материальные и энергетические затраты по очистке водоемов от загрязнений, а также значительно улучшить экологическое и санитарное состояние водоема и снизить скорость его деградации, а в некоторых случаях восстановить его способность к самоочищению в особенности для зарастающих и заросших озер. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ локализации в акватории водоема загрязнений, поступающих в водоем из притоков и стоков, включающий возведение перегораживающих водный поток гидротехнических сооружений с регулируемым водопропускным режимом, отличающийся тем, что перегораживающие гидротехнические сооружения выполняют в виде насыпной замкнутой на берега водоема ограждающей дамбы, располагая ее в акватории водоема напротив устья притока или стока, охватывая всю ширину устья, а внутри огороженной ограждающей дамбой части водоема углубляют дно, извлекая, по крайней мере, донные отложения и транспортируя их на берег водоема, при этом в ограждающей дамбе и/или огороженной части водоема строят водоотводящие гидротехнические сооружения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для отсыпки ограждающей дамбы используют грунт, вынимаемый при углублении дна огороженной части водоема.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гребень ограждающей дамбы насыпают не ниже уровня водоема во время паводка.

4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что гребень ограждающей дамбы насыпают ниже минимального уровня водоема, но выше уровня донных отложений, прилегающих к ограждающей дамбе в неогороженной части акватории водоема.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при углублении дна огороженной дамбой части водоема формируют, по крайней мере, одну траншею, и/или, по крайней мере, один грунтовой бруствер, и/или создают, по крайней мере, один бетонный выступ, осевая линия которых перпендикулярна направлению течения воды, вытекающей из устья стока или притока.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что водоотводящие гидротехнические сооружения выполняют в виде, по крайней мере, одного канала в ограждающей дамбе, и/или, по крайней мере, одного водоотводящего колодца, установленного на огороженной части водоема, с водовыпуском за пределами ограждающей дамбы, и/или, по крайней мере, одного канала в ограждающей дамбе, снабженного, по крайней мере, одной плотиной с регулируемым водостоком.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ограждающую дамбу выполняют из материалов, обеспечивающих фильтрацию воды через нее.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в материалы, используемые для отсыпки фильтрующей ограждающей дамбы, добавляют природные цеолиты и/или пермутиты.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что накопившиеся в огороженной части водоема загрязнения (донные отложения, антропогенный мусор, растительные остатки) периодически удаляют и складируют, и/или перерабатывают, и/или утилизируют на берегу водоема.

10. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что удаление донных отложений, и/или углубление дна, и/или возведение водоотводящих гидротехнических сооружений в огороженной части водоема проводят после перекрытия поступления в нее воды и ее откачки из огороженной части водоема.