Dodatkowe uwagi (obliczania pojemności zbiornika wstępnego):
- przy obliczeniu pojemności użytkowej zbiorników wstępnych, oprócz przepływów średnich, należy dodatkowo uwzględnić przepływy wezbraniowe.
- należy w nich zatrzymać dwuletni przepływ wysoki Q50% (bez objętości zatrzymanego osadu) przez pół doby- by nie zniszczyć infrastruktury zbiorników wstępnych.
Pojemność zbiornika wstępnego a kryterium hydrologiczne:
- założenia: 1) pojemność zbiornika głównego V=50mln m3, 2) przepływ wezbrani owy Q50%=40m3/s, 3) objętość odkładanych osadów: Vs=0,01 x V = 0,5mln m3 4) potrzebna pojemność zbiornika wstępnego wynosiłaby: V=Q50% x 0,5 x 86400+Vs=2,23 mln m3
Obl. Pojemn. Zbior. Wstępnego a kryt hydrologiczne:
- w przypadku wyższych przepływów niż Q50% powinny być one skierowane kanałem ominięcia do zbiornika głównego. W tym celu wykorzystuje się z reguły kanał służący jednocześnie do przepływu wody rzecznej w okresie osuszania zbiornika wstępnego.
Budowa misy zbior. Wstępnego:
Muszą one być tak skonstruowane aby sprzyjały rozwojowi organizmów prowadzących proces biofiltracji. Średnia głębokość zbiornika wstępnego <3m. Fitoplankton jest istotnym czynnikiem w procesie usuwania substancji biogennych - fotosynteza powinna zachodzić w możliwie największej objętości wody zbior wst.
Tempo przepływu wody w zbior:
By uzyskać najlepsze efekty redukcji subst biogennych, woda w zbior wstepnym powinna przepływać jednolicie całą jego szerokością. W tym celu należy odpowiednio ukształtować część wlotową zbiornika wstępnego.
Wyposażenie części wlotowej zbior:
- Próg denny o prostokątnej koronie i wysokości ok. 3m, odgraniczajacy część początkową zbiornika wstępnego. - Korona progu powinna znajdować się pod powierzchnią wody na głębokości h. - Próg sytuuje się w takiej odległości od pkt dopływu rzeki do zbior wstępnego by dostające się do niego cząstki rumowiska miały czas osiąść. -Fartuch jest forma przegrody powierzchniowej zwisającej w wodzie 0,5m nad osadami, umieszcza się go za progiem w odlegl 6,5-7W, dla W=h/0,08-0,33. -Ukształtowany wlot rzeki z zastosowaniem skrzydeł o kącie rozchylenia 90-120st. - Próg i fartuch są szczególnie wskazane, gdy stosunek długości zbiornika wstępnego do jego szerokości jest niewielki (<2:1)
Konstrukcja upustu:
- Woda opuszczająca zbior wstępny powinna przedostawać się przez przelew górny (upust denny podczas eksploatacji zbior wstępnego jest zamknięty). - Można też rozważyć wybudowanie w zaporze czołowej bior wstępnego jazu piętrząco-napowietrzającego.
Wyposażenie zbiornika wstępnego:
- W górnej jego części wyodrębnia się obszar sedymentacji, tzw osadnik (czasem kilka osadników), którego zadaniem jest przechwycenie dużych „cząstek unoszonych”. Tworzy się w nim też przegrody biologiczne z nasadzeniami makrolitów, których zadaniem jest: sterowanie przepływem wody (dłuższy czas kontaktu wody z makrofitami) oraz utworzenie pewnego rodzaju filtra biologicznego.
Wyposażenie zbiornika wst - filtr biologiczny:
- Makrofity stanowiące filtr biologiczny pobierają z przepływającej wody składniki pokarmowe, a tym samym zubożają ich zasoby w zbiorniku. -Aby taki filtr biologiczny efektywnie pełnił swoją funkcję muszą być stworzone dla makrolitów dogodne warunki rozwoju: 1) średnia szybkość przepływu powinna mieścić się w granicach 0,05-0,3m/s, 2) głębokość wody 0,5-4m.
Gatunki makrolitów na filtr biologiczny w zbior wstępnym:
- Wynurzone(trzcina pospolita, pałka wąskolistna, sitowie jeziorne, strzałka wodna, jeżogłówka, żabieniec, babka wodna)
- O liściach pływających (rdestnice, żabiściek pływający, wywłócznik) - Zanurzone (moczarka kanadyjska, rzęśl).
Zbiornik wstępny - pielęgnacja:
- W miarę użytkowania wypełnia się naniesionym i wyprodukowanym na miejscu materiałem.
- Trzeba z niego co jakiś czas usuwać nagromadzone osady, by nie dopuścić do „zasypania”. - Osadzone namuły usuwa się po uprzednim odprowadzeniu wody - co 5-10lat
W fazie projektowania należy zaplanować:
- Technologię wydobycia namułów. - Transport. - Miejsce składowania i ewentualnego wykorzystania. - Sposób odprowadzenia wód w czasie prowadzenia prac pogłębiarskich.
Jedną możliwości zagospodarowania osadów jest wykorzystanie ich do wzbogacenia gleb piaszczystych w substancje organiczne. Zabiegom konserwacyjnym poddaje się również filtr biologiczny. Zabiegi polegają m.in. na: naprawianiu ubytków i formowaniu kształtu.
Skuteczność usuwania fosforu w zbiornikach wstępnych:
- Średnioroczna efektywność usuwania fosforu fosforanowego wynosi 30 do >60%. - Fosfor ogólny jest eliminowany w nieco mniejszym stopniu niż fosforany (25-45%).
Skuteczność działania zbiornika wstępnego:
- Skuteczne w sytuacji, gdy zasilające je rzeki są umiarkowanie zanieczyszczone. -Kiedy dopływające rzeki zawierają dużo substancji zanieczyszczających, do tego rodzaju obiekty nie SA skutecznym remedium zapobiegającym zanieczyszczeniu zbiornika głównego. - W tym przypadku mogą być one tylko uzupełnieniem zabiegów ograniczających dopływ zanieczyszczeń.
W chłodnej porze roku, skuteczność usuwania substancji biogennych w zbiorniku wstępnym znacznie maleje (mniejsza intensywność światła, niższe temp). - W marcu i kwietniu wskutek topnienia śniegu do zbior dostaje się istotna w bilansie dopływu pula wody.
Inne f-cje zbiorników wstępnych:
- Chronią zbiornik główny przed awaryjnymi zrzutami ścieków, ropy i olejów i innych substancji. Ta funkcja nabiera znaczenia przede wszystkich w zbiornikach służących zaopatrzeniu w wodę. - Poprzez ograniczanie i spowalnianie dopływu zanieczyszczeń umożliwia zorganizowanie akcji zabezpieczających. - Są dodatkową rezerw wody, którą można eksploatować w okresie jej niedostatku w zbiorniku głównym. - Wykorzystywane do rekreacji. - Są potencjalnym obszarem powstania czynnego biotopu.
(przykład)- przy zbiorniku wstępnym w Brombach o powierzchni 260ha, usytuowano plaże, kąpielisko, przystań.
Co to Są oczyszczalnie rzeczne:
- Przemiana niewielkich rzek lub ich fragmentów w oczyszczalnie i podejście do nich jak do oczyszczalni klasycznych. Po ich utworzeniu: Eksploatuje się je zgodnie z wymogami, sprawuje nad nimi pieczę, usuwa z nich nagromadzone osady.
Po co tworzy się oczyszczalnie rzeczne:
Ideą jest wspomaganie naturalnych procesów samooczyszczania, zachodzących bezpośrednio w rzece. Stosuje się różne niekonwencjonalne metody podpatrzone w naturze.
Co znajduje zastosowanie:
Oczyszczalne hydrofitowe. Biostruktury-sztuczne podłoże. Półprzegrody na rzece. Tworzenie zatoczek w brzegach cieków. Oczyszczanie rzek przy pomocy lin. Bariery sieciowe.
Oczyszczalnie hydrofitowe:
W rzece czasem powstają zbiorowiska roślinności wodnej, np. skupiska roślin pływających (rzęsy), zanurzonych (moczarka, rzęśl, rogatek sztywny). Można je traktować jak rodzaj naturalnej oczyszczalni rzecznej. Rośliny oczyszczają rzekę poprzez: pobieranie rozp w wodzie subst biogennych, spowolnienie przepływu wody-warunki do sedymentacji zawiesin, stanowienie podłoża do rozwoju peryfitonu. Rośliny powinny być w cieku od lipca do późnej jesieni. (następuje wycofanie wraz z ich biomasą związków N i P z rzeki, zapobieganie rozkładowi roślin). Pozostawione w rzece makrolity były by źródłem zakumulowanych w ich tkankach składników pok. Przy wydobywaniu makrolitów pozostawia się pewną ich ilość w rzece w celu ułatwienia regeneracji roślin. Wydobytą z rzeki roślinną masę kompostuje się. Nie wolno dopuścić do masowego rozwoju rzęsy.
Biostruktury-sztuczne podłoża:
Polega na ulokowaniu w rzece sztucznych podłoży, zastępujących podłoża naturalne, zwiększające liczbę organizmów uczestniczących w procesie samooczyszczania rzek. Podłoża lokalizuje się w miejscach pozbawionych makrolitów, i miejscach spowolnienia procesu biologicznego rozkładu zanieczyszczeń. ZASADA DZIAŁANIA: -Zjawiska mechaniczno-fiz (adsorpcja cząstek i gromadzenie na podłożu, przyklejenie do śluzu wytwarzanego przez organizmy żyjące na podłożu, filtr mechaniczny). - Zjawiska biologiczne (powst na podłożu błony biologicznej czyli peryfitonu która dzięki tworzącym ją organizmom aktywnie uczestniczy w procesie poprawy jakości wody. MATERIAŁ NA PODŁOŻA: -Tworzywa sztuczne (nie podatne na gnicie, nie mogą wydzielać subst toksycznych, muszą być lekkie w przeliczeniu na jednostkę) Folia polietylenowa, Worki raszlowe wykonane z płaskich nitek. PODUSZKI FILTRACYJNE: dla efektywnego wykorzystania worków dobrze jest je „wypchać” ściankami folii, lub włożyć do nich inne worki raszlowe. Takie struktury tworzą poduszki filtracyjne, umieszcza się je po bakach koryta cieku, lub przymocowując do podpór np. palików. EFEKTYWNOŚĆ: Na Kanale Młyńskim zawierającym surowe scieki komunalne, rozlokowano worki raszlowe na długości 360m. (redukcja żyzności ścieków o 32%, obniżenie liczby bakterii o 25%, obniżenie l. glonów o 25%). Pożądaną liczbę poduszek filtracyjnych określa się stosując metodę wielokrotnych prób z równoczesną kontrolą jakości wody.
Półprzegrody na rzece:
BUDOWA: Polega na tworzeniu w rzece drewnianych półprzegród (wbitych do dna pali). Pale wbija się w poprzek nurtu do połowy szerokości cieku. Półprzegrody instaluje się przemiennie z lewego i prawego brzegu. Następuje zróżnicowanie prędkości przepływu wody, co w konsekwencji sprzyja natlenianiu wody. FUNKCJONOWANIE: f-cje odstojników w miejscach powstawania zastoisk - wychwytują płynącą zawiesinę i grube zanieczyszczenia np. plastikowe butelki, liście. Osady zbierające się przed palisadą na dnie koryta należy co pewien czas wybierać i wywozić z cieku. Drewniane pale powinny być konserwowane.
Zatoczki w brzegach cieków:
Prosta bez wklęśnięć linia brzegowa najmniej sprzyja procesowi samooczyszczania wody rzecznej, gdyż ujednolica warunki środowiskowe. Zatoczki tworzy się wykorzystując naturalne wgłębienia przybrzeżne lub też wykonuje celowo wykopując je przy brzegach. Tego typu wgłębienia pełnią rolę osadników, w których gromadzi się zawiesina i liście. PIELĘGNACJA: Z czasem zatoczki ulegają wypłyceniu, zarośnięciu i zanikaniu. Co pewien czas trzeba odtwarzać je poprzez usuwanie namułów, budować je na nowo w bardziej sprzyjających lokalizacjach. ZALECENIA DODATKOWE: By ten wariant oczyszczalni rzecznych spełniał rolę, musi być okresowo doglądany i oczyszczany, muszą być wykonane co najmniej 2 przeglądy w roku(wiosną i jesienią), w czasie przeglądów dokonuje się napraw, uzupełnień, odmuleń. W razie potrzeb częstotliwość przeglądów i koniecznych prac należy zwiększyć.
Usuwanie namułów- konieczność:
Usuwanie zgromadzonych na dnie rzeki osadów i namułów jest Koniecznem gdyż w przeciwnym wypadku będą one wtórnie zanieczyszczać rzekę. Odmulenia powoduje wynoszenie na ląd substancji, które przed utworzeniem oczyszczalni dopływały do zbiornika.
Co zrobić z namułami?:
Osady należy kompostować. Po procesie kompostowania mogą mieć różne zastosowanie zależne np. od ilości zawartych w nich metali ciężkich i innych subst toksycznych.
Oczyszczanie rzek przy pomocy lin:
Polega na przeciągnięciu w poprzek biegu rzeki lin. Na takich instalacjach zaczepiają się hydrofity i inny materiał naniesiony przez rzekę. Tworzy się tzw nawis, który przybiera łukowaty a w przekroju poprzecznym opływowy kształt. Formowanie się takiego nawisu w okresie lata trwa 10 dni. (na rzece Piławie nawisy posiadały szerokość 1m, objętość masy zatrzymanej na linie była >100 dm3. Zimą nawisy były mniejsze). Dla zwiększenia skuteczności działania takiej oczyszczalni można do lin przyczepiać kawałki folii. Jest to wskazane szczególnie na rzekach niosących mało roślinności oraz w okresie zimy, kiedy rzeka transportuje mniej materiału na nawis. Nawis jest dogodnym miejscem do bytowania zwierząt beztlenowych występujących tam masowo i o dużym zróżnicowaniu gatunkowym. WYKONANIE: można tworzyć na rzekach o szerokości do 10m. (powstała na Piławie oczyszczalnia składała się z 5lin wykonanych z plecionki aluminiowej o łącznej długości 40m. koszt wykonania był równy cenie 4m drutu, 10 drewnianych pali, 2godzin pracy 1 wykonawcy)