способ очистки зарастающих и заросших озер

Формула изобретения

Способ очистки водных объектов типа заросших озер, включающий опорожнение водоема, отвод вновь поступающей воды, последующую сушку сплавинных растительных накоплений и донных отложений путем нарезки дренажных траншей, разработку сплавинных растительных накоплений и донных отложений с помощью ковша экскаватора, отличающийся тем, что предварительно по периметру водоема прокладывают дорожную трассу для перемещения экскаватора, вдоль берега водоема выкапывают осушительную канаву с коллекторами для установки насосов, оставляя при этом некопанный участок - перемычку, выгружаемые сплавинные растительные накопления и донные отложения укладывают экскаватором за дорожную трассу на землю, образуя пологий отвал, производят опорожнение водоема от имеющейся воды с последующей естественной сушкой массы сплавинных растительных накоплений и донных отложений, после чего агрегатами, заезжающими по перемычке, нарезают дренажные траншеи с повторением естественной сушки, затем всю имеющуюся высохшую массу сжигают на месте образования.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к восстановлению и очистке водных объектов, конкретно к очистке зарастающих и заросших озер (превратившихся в болото). Способ предназначен для реставрации деградированных озер, представляющих объект национального или родового (фамильного) достояния. Способ также может быть применен для приостановления деградации озерной котловины, в случае, если данный водный объект стал неспособным поддерживать нормальные, здоровые условия существования человека, то есть сообщества в данной местности.

Известны следующие способы очищения водных объектов от сплавинных растительных накоплений и донных отложений (в дальнейшем СРН и ДО): механизированный, гидромеханизированный и низкопроизводительные - взрывной и ручной. Наибольшее распространение получили гидромеханизированный и механизированный способы разработки СРН и ДО [1, с.97].

Гидромеханизированный способ - очистка водоемов землесосными снарядами включает разработку СРН и ДО засасыванием из-под воды, гидротранспортирование по системе пульпопроводов и намыв их в гидроотвал-хранилище [1, с.116-120]. Недостаток - огромная стоимость транспортировки и монтажа землеснаряда делает невозможным применение этого способа для средних и тем более для небольших водоемов.

Механизированный способ очистки водных объектов без их опорожнения от воды включает разработку СРН и ДО плавучими подъемными кранами и экскаваторами, оборудованными на период производства работ грейферными ковшами, которыми черпают разрабатываемую массу из-под воды и грузят ее в плавучие транспортные средства [1, с.113-115]. Недостатком этого способа является возможность его применения только на больших водоемах с открытой акваторией, наличием грузовых водных транспортных средств, плавучих кранов или экскаваторов, средств перегрузки и доставки разработанной массы до хранилищ.

Наиболее близким по производственно-технологической сущности к изобретению является способ разработки СРН и ДО механизированным способом с производством земляных работ "насухо" [1, с.108...112]. При этом способе очистки водных объектов требуется предварительное их опорожнение, отвод вновь поступающей воды и проведение мероприятий по осушению СРН и ДО с нарезкой дренажных траншей и водоотводных каналов. Опорожнение обычно производят насосными установками с требуемой производительностью. После опорожнения водоема по его дну устраивают открытую осушительную систему, состоящую из центрального осушительного коллектора и каналов-осушителей, впадающих в коллектор, который обычно прокладывают по самому низкому месту. После подготовки водоема к производству работ "насухо" приступают к разработке СРН и ДО одноковшовым экскаватором на гусеничном ходу, выполненным в болотной модификации, с основным рабочим инструментом ковшом "драглайн". Разработанная масса грузится в транспортные средства, а затем доставляется и разгружается в хранилище или к потребителю.

Данному способу присущи следующие недостатки:

- прокладывание центрального осушительного коллектора возможно только после полного опорожнения водоема;

- продвижение разрабатывающего оборудования - экскаватора по рабочему пути с осуществлением работ возможно после опорожнения и высушивания водоема;

- подъезд транспортного средства по дну водоема к экскаватору возможен только болотной модификации, а обычных модификаций - после прокладки специальной дороги;

- требуются большие экономические затраты на разработку и погрузку массы СРН и ДО;

- требуются еще большие экономические затраты на транспортировку до хранилища или потребителя погруженной массы СРН и ДО.

Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности очистки зарастающих и заросших озер.

Указанная цель достигается предлагаемым способом.

При предлагаемом способе очистки процесс начинается с устройства трассы 2 для продвижения экскаватора по берегу по всему периметру озера 1 (фиг.1).

На фиг.1 показан вид сверху очищаемого озера: 1 - очищаемое озеро, 2 - дорожная трасса вдоль берега, 3 - основная осушительная канава, 4 - коллекторы, 5 - перемычка, 6 - дренажные канавы.

Если берег прочный, то трасса может быть грунтовой, если берег топкий, мягкий, то на трассу укладывается твердое и прочное покрытие.

Двигаясь по трассе, экскаватор выкапывает вдоль берега основную осушительную канаву 3 (фиг1 и 3) и укладывает выгруженные СРН-1 и ДО-2 (фиг.2 и 3) за трассу на землю, образуя пологий отвал 4 (фиг.3 и 4).

На фиг.2 показано поперечное сечение озерной котловины до начала очистки, на фиг.3 в процессе очистки и на фиг.4 после окончания очистки. На фиг.2, 3, 4: 1 - сплавинные растительные накопления, 2 - донные отложения, 3 - основная осушительная канава, 4 - пологий отвал, 5 - фильтрационная прибывающая вода, 6 - остаточные донные отложения, 7 - восстановленный объем воды. Основная канава 3 выкапывается шириной 2...3 м и более, а по глубине равной средней глубине озера Н _ср. На нескольких (2, 3 и более) участках канавы 3 формируются небольшие коллекторы 4 (фиг.1) длиной 5...10 м и глубиной на 0,3...0,5 больше наибольшей глубины озера Н_max для установки в этих коллекторах насосов для откачивания как основной массы воды, так и прибывающей в период высушивания - фильтрационной воды 5 (фиг.3). При копании канавы 3 необходимо оставлять некопаный участок - перемычку 4 (фиг.1), по которой после высыхания массы СРН и ДО могут заезжать специальные агрегаты для образования вспомогательных дренажных канав.

Сушка массы СРН и ДО может и должна производиться в засушливый период лета продолжительностью не менее двух недель. В зонах земного шара с большим количеством осадков в год предлагаемый способ может быть реализован при наличии сухого и солнечного периода не менее вышеуказанного срока.

После высушивания массы СРН и ДО до требуемой величины вся масса поджигается специальной командой одновременно в нескольких местах и так, чтобы огонь распространялся по ветру с соблюдением всех необходимых мер противопожарной безопасности.

После выгорания всей массы или части СРН и ДО по мере необходимости озерная котловина заполняется восстанавливаемым объемом воды частично или полностью насосными установками или естественным способом - в виде осадков.

Для экономической оценки сравним расходы при обычном способе очистки механизированным удалением и вывозкой СРН и ДО с предлагаемым способом.

Проектировочно-изыскательские работы и расходы считаем идентичными и в расчеты не включаем.

Расчет произведем на примере водоема в один квадратный километр, глубиной один метр. Тогда объем Q ₁ удаляемой массы по первому способу составит 1000000(1000×1000×1) м³.

В предлагаемом способе объем Q₂ удаляемой массы для выкапывания прибрежной основной канавы при сечении 1 м² составит 4000 (4×1000×1) м³. Если считать расходы на погрузку (удаление) адекватными соответствующим объемам, то расход по предлагаемому способу будет в раз меньше.

Отсюда можно заключить, что во сколько раз разрабатываемая масс СРН и ДО при предлагаемом способе меньше, чем при сравниваемом способе, примерно во столько же раз эффективнее и экономичнее данный этап предлагаемого способа.

Также во сколько раз расходы на сжигание массы СРН и ДО при предлагаемом способе меньше расходов на транспортировку аналогичной массы при сравниваемом способе, примерно во столько же раз эффективнее и экономичнее и этот этап предлагаемого способа.

Априори видим, что предлагаемый способ значительно (в 2-3 раза, иногда в десятки раз) эффективнее и экономичнее механизированного способа с производством земляных работ "насухо" с вывозкой разрабатываемой массы за пределы водоема.

Источники информации

1. Сметанин В.И. Восстановление и очистка водных объектов. М.: Колос. С, 2003.