Ухудшение природных и санитарных условий отдыха может быть вызвано нерациональной хозяйственной деятельностью, несоблюдением норм и правил проектирования, строительства и использования оздоровительных объектов.
1. Меры и средства по предотвращению загрязнения вод озера.
1.1Виды загрязнения вод.
Загрязнения по своей природе делятся на:
минеральные – песок, глинистые частицы, частицы шлака, растворы минеральных химических соединений, железо, магний, кремний и др.;
органические – растительные с преобладающим химическим элементом – углеродом (останки растений) и животного происхождения со значительным содержанием азота (физиологические выделения людей и животных, отбросы тканей животных и др.);
бактериальные и биологические, представляющие собой различные микроорганизмы (дрожжевые грибки, мелкие водоросли и бактерии, в т.ч. возбудители брюшного тифа, пара-тифа, дизентерии и др.);
радиоактивные воды, содержащие уран-240, стронций-90 и др.
Загрязнения в водоемы поступают естественным и искусственным путем: с атмосферными осадками, смываются с берегов и образуются за счет спуска сточных вод от промышленных, сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов.
1.2 Самоочищение воды в водоеме.
Природные системы обладают способностью к саморегулированию, в частности воде морей, рек, озер свойственно уничтожать патогенные микроорганизмы, разлагать углеводороды и нейтрализовать другие химические соединения, в т. ч. детергенты (моющие средства). Способность воды самоочищаться объясняют ультрафиолетовой солнечной радиацией, диффузией и адсорбцией содержащимися в водоемах твердыми частицами, а также антибиотической активностью биогеноза.
В самоочищении воды большую роль играет кислород. В порядке диффузного обмена на границе ''воздух – вода'', он участвует в окислении органических веществ и в химических реакциях неорганических примесей. Кроме того, кислород обладает бактерицидными свойствами. Вступая во взаимодействие с плазмой микробных клеток, он разрушает их.
Способность самоочищения воды в водоемах от влияния вредных или избыточных веществ имеет определенные пределы, после чего природные системы теряют эту способность, деградируют и погибают, а водоемы эвтрофируются.
1.3 Основными источниками загрязнения воды озера Чехово служат человек и продукты его жизнедеятельности на берегу, а также продукты смыва с прилегающих улиц, поступающие с поверхностным стоком.
Со стороны пр. Космонавтов и 9-го микрорайона, частного сектора на южном и юго-восточном берегу во время таяния снега и ливней образуется масса ручейков, превращающихся в овраги. Они приносят загрязнения с поверхности дорог, свалок мусора непосредственно в озеро.
Рис. Схема стоков в озеро Чехово.
Существенным изменениям подвергается вещественный состав природных вод в результате стока снеговых и ливневых вод с урбанизированной территории. Как показывают исследования, в поверхностном стоке с урбанизированных территорий кислородный режим воды, лимитирующий направление биохимических процессов, ухудшается более чем в 6 раз, жесткость воды увеличивается в 30 раз, содержание нефтепродуктов - в 4 раза по сравнению с величиной их выноса в сельскохозяйственных ландшафтах. ''Чистым'' сток с асфальтовых покрытий является только по содержанию меди, железа и цинка. Поверхностный сток в летнее время содержит большое количество органического вещества. Весенний сток более насыщен неорганическими загрязнителями.
Современное экологическое состояние озера Чехово, несмотря на оптимальные показатели качества на данный момент, достаточно напряженное и имеет явную тенденцию к ухудшению. В этой связи постановка вопроса об изучении усиливающейся антропогенной нагрузки на озеро и поиск путей оздоровления общей экологической обстановки в прибрежной его части представляется весьма актуальной и правомерной. Поэтому необходимо разработать ряд предложений и рекомендаций по упорядочению и организации рекреационного использования прибрежной зоны.
Наиболее простой метод решения данной проблемы - благоустройство территории близлежащих жилых кварталов с организацией ливнестоков, исключающих попадание в озеро загрязнителей с дождевыми и талыми водами, содержание этих территорий в идеальной чистоте. Для этого необходимо в пределах водоохранной зоны ликвидировать свалки мусора, строительные отходы и другие очаги воздействия на окружающую среду.
На протяжении последних лет разрабатывался ряд проектов по благоустройству, оздоровлению и оптимизации параметров территории, прилегающей к озеру Чехово. В частности был предложен проект устройства напускного канала, дающего возможность подпитки озера из р. Псёл в период прохождения весеннего половодья (при необходимости создания более активного водообмена). Однако введение в действие данного проекта соединения каналом р. Псёл с самой северной точкой озера могло бы неблагоприятно сказаться на его состоянии. В таком случае в непосредственной близости от этого канала окажется канализационная станция, при этом будет нарушена санитарная 100-метровая зона вокруг нее.
1.Рассмотрим возможность исключения попадания в озеро загрязняющих веществ - продуктов смыва с прилегающих жилых застроек.
Наиболее широкое распространение на практике получили водозадерживающие валы, так как они простые в строительстве, недорогие и несложные в эксплуатации. Водозадерживающие валы служат для задержания талых и ливневых вод на склонах. При любом размещении водозадерживающие валы предотвращают вынос продуктов смыва с территорий и размыва склонов в поймы рек и т.д., предотвращают заиление водоемов.
Водозадерживающие валы представляют собой земляную насыпь, в поперечном сечении имеющую форму трапеции. Состоит он из основной части, расположенной по горизонтали склона, и двух боковых шпор, размещенных под углом 110 – 130 к валу.
Рис.
Назначение шпор - препятствовать растеканию в стороны воды, подпираемой основной частью вала. Следует различать основные элементы вала: гребень, мокрый (смачиваемый) откос, сухой откос, основание вала, водообходы.
Грунт для насыпки вала берется с участка склона, расположенного выше трассы вала. В результате этого выше вала образуется выемка-карьер. При выполнении валов бульдозером выемка непосредственно примыкает к валу и в поперечном сечении имеет вид пологой вогнутой кривой. Ее нижний откос непосредственно переходит в мокрый откос вала. Гребень вала на всем протяжении делается строго горизонтальным. Чтобы вода не доходила до гребня вала, не переливалась через него и не размывала, уровень земли у концов шпор должен быть ниже уровня гребня вала на величину, составляющую 20-25 % полной его высоты. Благодаря этому вода, не доходя до гребня вала, начинает стекать у концов шпор.
Чтобы обеспечить безопасный сброс не вмещающейся перед водозадерживающим валом воды, у концов шпор устраиваются специальные водообходы. Для предотвращения возможности размыва водообхода порог и откосы его покрывают дерном.
Высота вала, до которой доходит вода, называется расчетной высотой h.
Если вал имеет длину более 60 метров, то перпендикулярно к нему посередине делается перемычка с водообходом на конце.
Перед устройством валов проводятся изыскания, а затем проектирование.
Проектирование валов сводится к определению расчетного объема стока с их водосборов, к подбору размера вала, установлению водозадерживающей емкости 1 погонного метра вала и выемки, общей протяженности валов, длины шпор, перемычек, количества рядов валов, расстояния между валами, расчетного максимального расхода воды с водосборов валов, ширины водообходов.
За расчетный принимается объем ливневого стока 10-процентной обеспеченности (повторяемостью 1 раз в 10 лет). Для территории Украины он может быть определен по формуле П.Ф. Вишневского:
W=12000 h F S,
где W - объем ливневого стока, м;
h - максимальная водоотдача ливневого стока, определенная по карте изолиний (рис.)
F- площадь водосбора, км;
S - районный параметр, принимаемый равным 1.0 для всех районов, кроме бассейна рек Припять и Тетерев;
- коэффициент, учитывающий повторяемость ливневого стока (для ливневого стока повторяемостью 1 раз в10 лет он равен: для h от 4 до 3 – 0.58)
Водосборная площадь участка территории, прилегающей к озеру, где обнаружено наибольшее количество стоковых ручьев, равна 0.24 км.
Следовательно, W = 12000 3 0.24 0.58 1 =5011 м
Максимальный расход ливневого стока 10-процентной обеспеченности, на пропуск которого должны рассчитываться водообходы, определяется по формуле П.Ф. Вишневского:
Qm = 09 F h ^,
где - коэффициент редукции модуля максимального ливневого стока (, табл.1, стр.12),
определяется в зависимости от величины n = /.
Время добегания определяется по формуле:
= L /V
где L – длина водосбора по основному водотоку, км;
V – скорость добегания (2.6 км/ч);
t - время водоотдачи, равное 2 часам.
L = 0.4, следовательно = 0.4/2.6 = 0.16
n = 0.16/2 =0.08.
Отсюда Qm = 0.9 0.24 3 1.5 = 0.97
Водозадерживающий вал-канава. Гидравлический расчет.
Расчет ведем по формуле Шези:
Q = W C R і,
где W- площадь поперечного сечения потока, м;
C-коэффициент Шези (табл.);
R- гидравлический радиус;
R =W/
- смоченный периметр, м;
і - продольный уклон водотока (из условий неразмывания грунтов основания (песок)
принимаем і = 0.005);
V- скорость течения,м/с;
V = C R і
Задаем треугольное поперечное сечение.
Назначаем глубины в водотоке, расчет ведем в табличной форме. Коэффициент шероховатости для русел равнинного типа n = 0.025.
По данным, полученным в результате проектирования, производится разбивка валов в натуре.
Для сооружения валов применяются главным образом бульдозеры в комплексе с каталками и плугами. Основные требования к технологии сооружения валов заключаются в том, чтобы были обеспечены надежная связь насыпи с коренным грунтом, хорошая плотность тела валов, горизонтальность трассы и гребня. Основание вала должно быть расчищено от мусора, корней, пней и т.д. и разрыхлено для обеспечения хорошего сопряжения с телом насыпи.
Крепление откосов, гребня вала и водообходов необходимо обязательно предусматривать путем посева трав по растительному слою.
В целях избежания подтопления прилегающих территорий необходимо предусмотреть устройство дренажа или трубчатых водовыпусков для отведения воды из прудка в систему ливневой канализации по ул.
2. Одновременно с ликвидацией возможности поступления загрязняющих веществ, привносимых в озеро поверхностным стоком с близлежащих жилых массивов необходимо разработать и осуществить реконструкцию и благоустройство прибрежной зоны озера, в частности по:
а) расширению зоны пляжей с уполаживанием (с помощью гидромониторов) или креплением берегов и подсыпкой свежего песка;
б) ликвидации существующих промоин путем заравнивания и засыпки;
в) засыпке понижений в прибрежной части озера со стороны ул. Харьковской и ул. Д. Коротченко с целью уничтожения камышовых зарослей с последующей посадкой берегозащитной лесной полосы.
Однако следует отметить, что камыш может служить своеобразным шумо- и пылезащитным
барьером, поэтому вместо полного его уничтожения возможно рассмотреть следующий вариант: на участке озера, заросшем камышом, через каждые 50 м прорыть каналы, вследствие чего повысится уровень поверхности. Образовавшиеся участки между каналами впоследствии можно залесить. При условии осуществления данного проекта на этом участке можно устроить нерестилище.
Состояние берегов и выполнение берегозащитных мероприятий отнесены к основным техническим показателям благоустройства водоемов. Отсюда следует необходимость преобразования стихийно формирующихся берегов в ''культурные'', сохраняющие стабильность своих элементов и их способность к самовозобновлению в условиях интенсивной рекреационной нагрузки.
Берега озера Чехово в восточной его части подвергаются воздействию озерной абразии, т. е. волновой переработке, и отступают, постепенно выполаживаясь до профиля равновесия. Скорость отступления берегов в некоторых местах достигает в настоящее время 1 м/год. Участки разрушения берегов под воздействием волн показаны на карте фактического материала ().
Берега озера имеют высокую рекреационную ценность. Берега, являясь контактной зоной суши и вод, должны выполнять водоохранные функции. Они не только не должны быть источником дополнительного загрязнения, но и должны служить своеобразным фильтром, проходя сквозь который ливневые, талые воды в известной мере очищаются от имеющихся в них примесей и по возможности переводятся в подземный сток.
При использовании территории для рекреации регулирование инженерно-геологических процессов не обязательно, однако без прогнозирования и управления человеком, течение берегового процесса может измениться в нежелательном направлении. Так, например, девастация (вытаптывание) растительности и уничтожение лесного подростка при чрезмерной рекреационной нагрузке на берег приводит к эрозии береговых склонов и оврагообразованию. При скоплении купающихся уничтожается водная растительность, предохраняющая береговые склоны от размыва, и усиливаются абразионные процессы.