Проектирование водоохранных зон поверхностных водных объектов - источников водоснабжения (стр. 3 из 9)

1.2.1 Берегозащитные мероприятия

Берегозащитные мероприятия должны проектироваться, как правило, для каждой литодинамической системы в целом. В проекте берегозащитных мероприятий выбор метода защиты должен быть обоснован волновой обстановкой в средних и экстремальных условиях, результатами исследования бюджета наносов, с учетом экономики и влияния мероприятий на окружающую среду. Берегозащитные мероприятия должны обеспечивать минимальные нарушения в настоящем времени и будущем природных факторов в физическом и экологическом аспектах и эстетики литодинамической системы. При выборе типа, размеров и расположения берегозащитных сооружений в литодинамической системе должно учитываться не только достижение поставленной цели на защищаемом участке побережья, но также влияние проектируемых берегозащитных сооружений и мероприятий на примыкающие к нему участки побережья.

При проектировании берегозащитных мероприятий следует иметь в виду, что индивидуальная защита коротких отрезков размываемых берегов внутри большой зоны размываемого побережья весьма сложна, дорогостоящая и малоэффективна, так как прилагающие незащищенные берега продолжают отступать. Частичные берегозащитные мероприятия могут даже ускорить размыв прилегающих берегов [8].

При оценке состояния берегов в литодинамической системе должна предусматриваться возможность использования существующей в ней естественной защиты и ее сохранения в ненарушенном состоянии. При этом необходимо учитывать, что надводная и подводная части существующего пляжа являются внешней границей защиты, на которой гасится большая часть волновой энергии, а дюна на песчаных побережьях является внутренней границей защиты от жестоких штормов [10].

1.2.2 Биоинженерная защита берегов водных объектов

Принципы инженерно-экологического подхода к охране окружающей среды должны формироваться на основе таких способов и средств охраны и восстановления окружающей природной среды, которые были бы оптимальны при минимальных затратах природных ресурсов и с наименьшим вмешательством человека в природу. Такая задача может быть решена, в частности, при использовании методов биоинженерной экологии [1].

1) Биологический метод защиты береговых откосов.

В 60 – 70-х гг. прошлого столетия в СССР проводились работы по укреплению берегов прудов, водохранилищ, рек и озер с помощью биологического метода, например работы по укреплению откосов каналов и рек хворостяными выстилками, тюфяками и зелеными насаждениями (рисунок 1) [3].

Так, при строительстве водохранилищ и прудов применяли подобный тип крепления верховых откосов дамб и берегов. Разработана технология приживаемости кустарников, высаживаемых на сухом откосе. Черенки ивовых кустарников высаживают в песчаный грунт, в котором на глубине 40 – 50 см предварительно укладывают хорошо разложившийся торф, тем самым, обеспечивая накопление влаги в корнеобитаемом слое, что дает высокую приживаемость растений (до 100 %). Основные проблемы при использовании подобной технологии связаны с нарушением агротехнических мероприятий при производстве работ: несоблюдением сроков посадки, использованием недоброкачественного посадочного материала, нарушением условий заполнения проектируемого водоема, что приводит либо к недостатку влаги в корнеобитаемом слое, либо к затоплению кустарников и воздействию ветрового волнения на растения [23].

Рисунок 1 – Схема крепления откоса водоема кустарником

Аналогичные опыты проводились также и в Западной Европе, в которых немецкие инженеры особое внимание обращали на размещение растений на откосе относительно уровня воды. В самой низкой зоне, на урезе, они рекомендовали высаживать тростник, над меженным уровнем – осоку и иву, – пойменные кустарники и далее – деревья.

Однако с внедрением в гидротехническую практику берегозащитных сооружений из бетона и габионов такой биологический метод укрепления берега был незаслуженно забыт [27].

2) Биоинженерный метод укрепления береговых откосов.

В основе биоинженерного метода укрепления береговых откосов водоемов лежит способность природных ландшафтов к восстановлению. Так, для укрепления береговой зоны от размыва предлагается выполнять залужение (задернение) откоса и одновременно производить посадку влаголюбивых зеленых насаждений, а в приурезовой зоне – околоводных растений.

Использование подобной технологии имеет следующие преимущества:

- Способствует закреплению почвы в береговой зоне водоема и препятствует эрозионным размывам;

- формирует водоохранную полосу в береговой зоне водоема и способствует очистке попадающих с берега загрязненных стоков;

- приводит к улучшению качества воды в водоеме [23].

Сотрудниками строительной фирмы "ЭсЭйч Инжиниринг" был предложен биоинженерный метод, в котором использовался комплекс биоинженерных элементов (фашина, растения, деревья и кустарники, травосмеси). С помощью этого метода можно достаточно быстро и сравнительно недорого укрепить приурезовую зону водоема, а также стабилизировать гидрогеологический режим в системе берег-водоем, не нарушая его искусственными (каменными) инженерными сооружениями. Метод эстетичен, поскольку позволяет применить принципы ландшафтного дизайна при проведении озеленительных работ.

Основные задачи, которые решает биоинженерный метод:

- стабилизация приурезовой зоны водоема;

- сохранение естественного гидрогеологического режима в системе берег-водоем;

- противоэрозионная защита подводного склона водоема;

- защита от создаваемой отдыхающими антропогенной нагрузки прибрежной зоны рекреационного водоема;

- усиление экологической составляющей в результате использования принципов ландшафтного дизайна [17].

Кроме того, биоинженерный метод позволяет существенно снизить негативную нагрузку на водоем и в конечном итоге значительно замедлить процесс его эвтрофикации.

Этот метод был использован для укрепления берега Терлецких прудов в Москве (ВАО, Терлецкий лесопарк). Автор вместе со специалистами фирмы "ЭсЭйч Инжиниринг" предложил биоинженерную конструкцию (рисунок 2) [17].

Рисунок 2 – Биоинженерная конструкция укрепления берега водоема

На рисунке 2 изображены каменная фашина, расположенная на урезе воды и закрепленная кольями, ивовые кустарники, высаженные у фашины, и деревья на откосе.

Крепление берега было выполнено с использованием следующих основных элементов:

- цилиндрических фашин (наполнитель – камень, щебенка, прутья ивы, оболочка из мешковины или соломенных матов), служащих для стабилизации приурезовой зоны водоема;

- ивовых кустарников и деревьев, закрепляющих берег водоема;

- озеленения в виде газона в полосе шириной 5 м от уреза воды, формирующего зеленую подстилку в качестве противоэрозионной защиты и задержки загрязнений, попадающих в водоем с ливневыми стоками [18].

Аналогичная конструкция была применена для крепления берега Крылатских прудов, расположенных на северо-западе Москвы, в Крылатской пойме [17].

1.3 Экологическое проектирование водоохранных зон

На предпроектном уровне осуществляется технико-экономическое обоснование строительства, реконструкции, технического перевооружения, расширения, модернизации объектов хозяйственной деятельности. Следующий уровень – основной, проектный, на котором разрабатывается рабочая документация, состав которой жестко определен нормативными документами и законами РФ. Среди них – экологическая составляющая проектирования.

Общие положения геоэкологических принципов проектирования были намечены в 80-х годах XX в. в Институте географии РАН В. С. Преображенским и Т. Д. Александровой, а охраны природы – В. А. Красиловым [10].

1.3.1 Геоэкологические принципы проектирования

Геоэкологические принципы проектирования – это указания, ориентирующие проектные институты, фирмы, проектировщика на действия, призванные обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов, сохранение среды обитания человека.

Сохранять надо ландшафт как функционально целостное образование, а не только его отдельные компоненты (воды, воздух, почвы, растения и т.д.). Ландшафт, благодаря системной природе, обладает многими свойствами, способными удовлетворять различные потребности общества [10].

Лица, участвующие в проектировании (а также в экспертизе), должны сознавать свою личную ответственность за последствия предлагаемых и принимаемых решений. Проектировщик обязан:

- обладать региональными геоэкологическими знаниями, знаниями о специфике структуры и функционировании конкретных ландшафтов, которые вовлекаются в проектирование;

- иметь представление о технологии конкретного производства, на которое направлено проектирование;

- знать основные положения строительных норм и правил, государственных стандартов и ведомственных документов.

Общие принципы охраны природы, взаимосвязанные между собой:

1) Охрана природы – общественно необходимая деятельность. Следует понимать, что затраты государства на охрану природы не менее важны, чем другие экономические и социальные общественно необходимые затраты (на культуру, спорт, образование, здравоохранение и т.д.). Деятельность по охране природы преследует как социальные цели, так и хозяйственные (сохранение механизмов воспроизводства природных ресурсов), что создает надежные предпосылки устойчивого развития государств.

2) Приоритет экологической безопасности населения. Вытекает из первого принципа. Качество окружающей природной среды, сохранение (преумножение) ее ресурсного потенциала определяют долголетие, физическое и психическое здоровье населения и возможности передачи этих качеств потомству, а, следовательно, создают предпосылки к устойчивому развитию.