Снижение уровня биогенных загрязнений водохранилищ хозяйственно-питьевого назначения

ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ВОДОХРАНИЛИЩА 7
1.1 Источники поступления биогенных элементов в водохранилища 7
1.2 Методика расчета для определения величины выноса биогенных веществ с водосборов 17
1.3 Последствия воздействий биогенных элементов на водоемы 23
1.4 Анализ качества воды в водохранилищах Волжского бассейна 30
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ БОРЬБЫ С ПОСТУПЛЕНИЕМ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОДОЕМЫ 36
2.1 Мероприятия по снижению факторов, сопутствующих попаданию биогенных элементов в водоисточники 37
2.2.1 Поля орошения и поля фильтрации 37
2.2.2 Биологические пруды 44
2.2.3 Лесные насаждения 49
2.2.5 Система биоплато 57
2.2 Предотвращение разрушения и размыва берегов водоисточников 59
2.3.1 Крепление берегов дерном 59
2.3.2 Засев многолетних трав для крепления берега 61
2.3.3 Крепление берегов плетением, биоматами и геоячейками 64
2.3.5 Габионы 67
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ ПО БОРЬБЕ С ПОСТУПЛЕНИЕМ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОДОЕМЫ 72
3.1 Комплексные мероприятия по защите водоемов от поступления биогенных элементов 72
3.2 Разработка элементов биоплато на габионах 74
3.3 Очистка дна от ила 77
3.3.1 Химический метод очистки от ила 77
3.3.2 Механизированный метод очистки дна от ила 78
3.3.3 Гидромеханический метод очистки от ила 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 84
Купить

Актуальность работы: С каждым годом увеличивается поступление биогенных элементов в водоемы, которые негативно влияют на состояние источников централизованного водоснабжения.
Основными источниками биогенных элементов являются хозяйственно-бытовые, промышленные, сельскохозяйственные сточные воды, рассеянный сток с прилегающих территорий (особенно с сельхозугодий), флот, переработка берегов и руслоформирующие процессы, донные отложения, массовое развитие фитопланктона ("цветение" воды), обрастание откосов каналов и стенок водоводов. Биогенные элементы, поступающие в природные водоемы с поверхностным стоком, приводят к качественным изменениям воды, которые проявляются в изменении химического состава воды и ее физических свойств. Повышенное содержание биогенных элементов приводит к интенсивному размножению водорослей и «цветению» водоемов, вода при этом приобретает неприятный запах и вкус, ее прозрачность снижается, увеличивается цветность, повышается содержание растворенных и взвешенных органических веществ.
Улучшить качество воды в водохранилищах по содержанию в ней биогенных элементов можно предотвращением поступления сточных вод в водоисточники по трассе каналов, включая смыв с сельхозугодий; противопланктонной защиты головного водозабора, уменьшающей обогащение воды биогенными элементами в результате их регенерации при разложении массы синезеленых водорослей; использованием высшей водной растительности (биоплато); мероприятиями, способствующими захоронению биогенных элементов в донных отложениях поддержанием стабильных уровней воды.
Снижение уровня биогенных загрязнений является актуальной задачей для всех водоемов Российской Федерации.
В данной магистерской диссертации рассматриваются методы предотвращения поступления биогенных элементов в водоиточники хозяйственно-питьевого назначения, на основе которых разработан комплекс мероприятий, состоящий из габионных конструкций и системы биоплато.
Объект исследования: поверхностные водоисточники хозяйственно-питьевого назначения.
Предмет исследования: биогенные загрязнения водохранилищ хозяйственно-питьевого назначения.
Целью работы: разработка мероприятий по снижению уровня биогенных элементов, поступающих в водоисточники хозяйственно- питьевого назначения.
Для реализации цели поставлены следующие научно-технические задачи:
• Анализ влияния биогенных элементов на биологические процессы водоисточников;
• Анализ существующих методов борьбы с поступлением биогенных элементов в водоемы;
• разработка комплекса мероприятий по снижению уровня загрязнений биогенными элементами водохранилищ.
Научная новизна заключается в:
• Теоретическом обосновании поглощения биогенных элементов высшей водной растительностью и предотвращения их поступления в водоисточники за счет укрепления берега габионными конструкциями;
• Разработке мероприятий, включающих в себя комплекс мер по предотвращению поступления биогенных элементов в водоемы за счет поглощения данных элементов высшей водной растительностью, а также за счет берегоукрепления;
• Получении и анализе опытных данных о применении комплексного метода по защите от поступления биогенных элементов в водоемы.
Практическая значимость работы заключается в том, что предлагаемые конструктивные решения позволят снизить нагрузку на очистные сооружения и улучшить качество воды в водохранилищах хозяйственно-питьевого назначения.
Личный вклад автора состоит в обосновании темы, цели, задач и разработке конструктивных решений, предотвращающих попадание биогенных элементов в водоемы, на основе сочетания габионных конструкций, являющихся берегоукрепительным мероприятием, и способностью высших водных растений поглощать биогенные элементы из сточных вод.
На защиту выносятся: Комплексная система очистки поверхностных вод, предотвращающая попадание биогенных элементов в водоисточники.
Апробация работы. Результаты работы доложены на международных конференциях представлены в сборниках трудов:
1. Матюх В.А., Лушкин И.А. О влиянии увеличения биогенной нагрузки на эвтрофикацию водоемов. В сборнике статей VI Международной научно - практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России». - Пенза, МНИЦ, 2017.
2. Матюх В.А. О возможности сокращения поступления биогенных элементов в водохранилища волжского бассейна. - В сборнике: Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии. - Пенза, МНИЦ. 2017.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, библиографии из 66 наименований. Общий объем работы 90 стр., включая 21 иллюстрацию и 6 таблиц.
Купить