Створення конструкцій екологічно чистих гідромеліоративних систем

Розроблений водоприймач дренажно-скидних вод зрошувальних систем (мал. 7). 

 

Мал. 7. Водоприймач дренажно-скидових вод зрошувальних систем

1 – верхній відкос греблі; 2 – повздовжня дамба; 3 – потоконаправляючі дамби; 4 – відсіки; 5 – водовипуски-аератори; 6 – лоток; 7 – консольні скиди; 8 – дамби обвалувань; 9 – дренажні колектори; 10 – стічні канали; 11 – насосні станції; 12 – магістральний канал; 13 – насосна станція; 14 – трубопровід; 15 – донні водовипуски; 16 – біоплато. 

Водоприймач розділено поздовжньою дамбою 2 на дві частини. Вони в свою чергу, струменеспрямовуючими дамбами 3 діляться на відсіки 4. Відсіки мають нульові похили дна та розміщені ступінчато з відмітками, що послідовно знижуються, і обладнані водовипусками-аераторами 5. На верховому відкосі греблі 1 розташований лоток 6, бокова стінка якого повернута до водоприймача і обладнана водозливами зі змінною відміткою гребеня, що закінчуються консольними скидами 7. Вздовж берегової лінії водоприймача передбачені дамби обвалування 8 та дренажні колектори 9, що приймають дренажно-скидні води з скидних каналів 10. Подача води у водоприймач проводиться насосними станціями 11, а відвід води у магістральний канал 12 – насосною станцією 13 по трубопроводу 14. Відвід води у здійснюється через донні водовипуски 15. На відкосах греблі, дамб та у відсіках створюється біоплато 16 з вищої водної рослинності (тростина, рогіз). Водоприймач працює таким чином. Дренажно-скидні води по скидних каналах 10 потрапляють у колектори 9 і перекачуються насосними станціями 11 у лоток 6, звідки, через водозлив з консольними скидами 7, потрапляють у перший відсік водоприймача. З нього, через регулюючі водовипуски-аератори 5 вода проходить послідовно через усі відсіки водоприймача, збагачуючись киснем на кожній стадії. Поздовжня дамба 2 ділить водоприймач на дві секції, що працюють окремо: поки в одній секції здійснюється водопідготовка, з іншої очищені води відбираються на зрошення або відводяться через донний водовипуск 15 у море. Наявність вищої водної рослинності, збагачення киснем, регулювання швидкості течії, сонячної радіації тощо забезпечують інтенсивну очистку дренажно-скидних вод від шкідливих домішок або токсичних речовин. Водоприймачі, що створюються в зоні рисосіяння, шляхом відсікання греблею малопродуктивних заток морів та озер, характеризуються високою економічністю.

Водні культури гіацинта та пистиї показали високий ступінь очистки природних колекторно-дренажних вод як від хлорорганічних пестицидів, так і від інших біогенних речовин (аміак, нітрати, фосфати). Зміни хімічного складу та концентрації біогенних речовин у колекторно-дренажній воді в присутності водних культур гіацинта та пистиї наведені у таблиці 21.

 

Таблиця 21

Зміна хімічного складу та концентрації біогенних речовин (мг/л) у воді колектору в присутності водних культур гіацинта та пистиї

 

Розмір біологічного плато визнчається по залежності:

 ,

де Zпл – довжина експериментального каналу, м; V – швидкість течії води, м/с; Т – коефіцієнт, що враховує вид водної культури та щільність рослин на біоплато: (Т=1 для тростини 350 та більше шт./м2); С – концентрація хлорорганічних пестицидів на вході біоплато, мкг/л; Стр - необхідна концентрація хлорорганічних пестицидів на виході з біоплато, що відповідає санітарним нормам, мкг/л; К – коефіцієнт поглинання (для тростини К=0,00107).

Для повного використання очисної здатності макрофітів на біоплато повинна бути організована постійна протічність води у колекторі для того, щоб здійснювався максимальний масообмін між основним потоком та заростями вищих водих рослин. Площа застійних зон на біоплато має бути зведена до мінімуму. Найбільш повна очистка досягається при послідовному проходженні води через зарості повітряно-водних та занурених рослин.

Дренажні води можуть бути використані для зрошення галофітів, що утилізують дренажний стіку. Галофіти поглинають переважно солі NaCl. У якості галофітів використовуються такі рослини: солянка східна, верблюжа колючка, багаторічні трави, саксаул чорний, пирій тощо.

 

 

Нині у меліорації широко застосовується спосіб відводу колекторно-дренажних вод у природні пониження, ставки-випаровувачі, побудовані з протифільтраційним екраном, проте вони не відповідають всім природоохоронних вимогам (у період повеней надлишковий стік скидається у ріки тощо).

Більш радикальним способом знезараження колекторно-дренажних вод є їх демінералізація (знесолення), при цьому одночасно вирішується завдання довкілля та отримання додаткових ресурсів прісної води для освоювання нових зрошуваних площ. Демінералізація оборотного колекторно-дренажного стоку мало застосовується так як необхідно оброблювати дуже великі об’єми води. У промисловості та інших галузях найчастіше застосовуються такі методи мінералізації, як термічний (дистиляція), мембранний (зворотний осмос, електродіаліз), реагентний (йонний обмін). Найважливішим елементом технології демінералізації є попередня обробка вихідної води. Суть методу демінералізації, умови застосування, заходи по попередній обробці води подані у табл. 22, 23.

Дистиляція залишається основною технологією отримання прісної води у значних масштабах. Завдяки постійному вдосконаленню дистиляційної техніки за останні 30 років питома витрата теплової енергії знижена в 10 разів. Тим не менше, для дистиляції потрібні значні затрати енергії. 

Мембранні процеси потребують менших затрат енергії приблизно на 20…40 %, тому цікавість до них у світі продовжує зростати. У нашій країні отримав розповсюдження електодиаліз. Електродиаліз – мембранний процес, що грунтується на