25 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определяемся с типом водоема

Определение трофности водоёмов

Показателем качества воды в озёрах и прудах является её троф- ность, понимаемая как количество органических веществ, накопленных в процессе фотосинтеза в условиях наличия биогенных элементов (азот, фосфор, калий). Органическое вещество обеспечивает существование животного населения и его видовое разнообразие, и численность популяций зависит от количества пищи. После смерти животных возникают проблемы с разложением их трупов и изменением газового состава воды.

По содержанию в воде биогенов различают трофические типы водоёмов: олиготрофный (бедный биогенами), эвтрофный (богатый биогенами), промежуточный мезотрофный, а также дистрофный (содержит высокое содержание биогенных элементов, находящихся в трудноусвояемой форме).

Впервые эти термины были использованы С. Вебером при изучении флоры торфяных болот Германии для характеристики растений, развивающихся при низкой, средней и высокой концентрации элементов питания (Садчиков, Кудряшов, 2004). Позднее, в 1919 г. Е. Науманн, изучая фитопланктон шведских озёр, применил их для классификации отдельных водоёмов в соответствии с содержанием в них фосфора, азота и кальция. В дальнейшем, А. Тинеманн (1921), работая на озёрах Германии, в качестве критериев их трофности предложил использовать и другие показатели — содержание в воде кислорода, наличие индикаторных организмов, суммарное количество фитопланктона (Винберг, 1960; Бульон, 1983; Паутова, Номоконова, 1994).

В гидробиологии такая типизация водоёмов получила самое широкое распространение (Thienemann, 1921). В ёе основу положены интегральные показатели, объединяющие большое количество факторов. Степень трофности водоёмов даёт полное представление об экологических условиях существования организмов и характеризуется набором ряда признаков (Садчиков, Кудряшов, 2004).

Олиготрофные водоёмы отличаются большой глубиной, высокой прозрачностью (по диску Секки — до 4-20 м и более), присутствием кислорода во всей толще воды в течение всего года. Донные отложения бедны органическим веществом (Садчиков, Кудряшов, 2004). В олиготрофных водоёмах недостаток биогенов не допускает развития фитопланктона (одноклеточных водорослей в толще воды), но хорошо развивается бентосная растительность. Низкоминсрали- зованные водоёмы имеют бедный видовой состав прибрежной водной растительности: общее число видов чаще всего не превышает десятка. Преобладают водяной мох (фонтиналис), полушник озёрный, тростник обыкновенный и др. Биомасса прибрежно-водных растений низкая. В олиготрофных водоёмах присутствуют веслоногие рачки — циклопы. Такие экосистемы включают много видов, они разнообразны и устойчивы. К олиготрофному типу озёр относятся Байкал, Ладожское и Онежское озёра, Иссык-Куль, Кара-Куль, Тур- гояк, Севан, многие водоёмы в горных районах и северных областях (Садчиков, Кудряшов, 2004).

Мезотрофные водоёмы отличаются глубиной до 3-5 м, прозрачностью воды — 1-4 м, слабощелочной реакцией среды (pH 8), невысокой минерализацией (около 18 мг/л) и наличием в сублиторальной зоне карбонатных сапропелей (до 35% органического вещества). Очень часто дефицит кислорода наблюдается в самых придонных слоях воды, тогда как в толще воды он проявляется в основном в зимнее время. Озёра мезотрофного типа зарастают в среднем на 35% (очень часто на 60%). В растительном покрове достаточно высок процент площадей, занятых полупогружённой растительностью (в основном тростником), богаче видовой состав флоры; количество видов увеличивается до 60. Очень часто доминируют погружённые растения, представленные преимущественно харовыми водорослями. Часто в больших количествах встречаются рдесты, роголистник, телорез. При средней эвтрофикации наблюдается увеличение численности «мотыля», трубочники единичны (Копысов, 1996). Мезотрофные водоёмы встречаются во всех природно-климатических и географических зонах, наиболее многочисленны на подзолистых почвах лесной и лесостепной зон. К мезотрофным водоёмам относится Рыбинское, Иваньковское, Куйбышевское, Киевское, Можайское водохранилища, озёра Плещееве, Глубокое и т.д.

Процесс повышения трофности водоёма называется эвтрофикацией. К наиболее заметным проявлениям эвтрофикации относятся летнее «цветение» водоёмов, зимние заморы, быстрое обмеление и зарастание водоёмов. Эвтрофные водоёмы — это неглубокие водоёмы с обильным поступлением биогенных соединений с водосборной площади. Прозрачность в таких водоёмах составляет 0,5-2 м. Растворённый в воде кислород чаще всего наблюдается в поверхностном слое воды. Зимой, особенно в мелких водоёмах очень часто наблюдаются заморные явления. В эвтрофных водоёмах обилие биогенов сопровождается массовым развитием фитопланктона, помутнением воды, обеднением бентосной растительности из-за недостатка света, дефицитом кислорода на глубине, что ограничивает биоразнообразие. В таких водоёмах чаще всего доминируют тростник, рогоз, камыш, элодея, роголистник, рдесты и др. Экосистема утрачивает многие виды, упрощается, становится неустойчивой. Эвтрофикацию можно выявить в процессе исследования с применением биоиндикаторов. Роль биоиндикаторов в этом случае могут играть личинки комаров-дергунов или хирономусов и малощетинковые кольчецы, обитающие в донных илах, богатых органикой. Личинки хирономусов, называемые в народе «мотылём», и кольчецы живут в иле, питаются органическими остатками и приспособлены к недостатку кислорода благодаря содержанию в крови гемоглобина. Если в составе донного ила присутствуют названные организмы — это верный признак эвтрофикации. Для выяснения этого факта необходимо с помощью водного сачка или черпака добыть ил со дна водоёма, затем тщательно отмыть на сите или металлической сетке с мелкими ячейками обитающих организмов. По количеству кольчецов и хирономид определяют степень эвтрофикации (Копысов, 1996). В эвтрофных водоёмах обильны и разнообразны черви-коловратки и ветвистоусыс рачки-дафнии. При сильной эвтрофикации в иле многочисленны трубочники, они часто покрывают дно сплошным слоем, в летнее время вода становится зелёной от массового размножения водорослей, а в зимнее время наблюдаются заморы рыб и водоёмы нуждаются в аэрации. Воды таких водоёмов мало пригодны для бытового использования. Эвтрофные водоёмы располагаются в равнинной или слабохолмистой местности при наличии рыхлых пород. К крупным эвтрофным водоёмам относятся озёра Ильмень, Чудское, Неро, Цимлянское водохранилище и др.

В северных районах лесотундры и лесной зоны располагаются озёра, берега которых сложены из торфяных сфагновых мхов, вода слабо минерализована и богата гуминовыми веществами. Прозрачность воды в таких озёрах не превышает 2-4 м, pH 4-6,5, карбонатов очень мало. Донные отложения часто представлены торфяниками, песками или обедненными почвами подзолистого типа. Такие водоёмы получили название дистрофные. Эти озёра отличаются широким распространением зарослей прибрежной растительности и почти полным отсутствием настоящих гидрофитов. В дистрофных водоёмах видовой состав растений крайне беден (5-10 видов), причём доминирующими являются в основном мхи (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001).

Показателем эвтрофикации может служить также индекс Гуднайта и Уотлея (Копысов, 1996). Животных разбирают на две группы, одна группа — малощетинковые кольчецы, вторая — прочие виды. После подсчёта организмов в группах находят индекс Гуднайта и Уотлея по формуле:

где а — индекс Гуднайта и Уотлея,

М— численность малощетинковых червей,

В — численность всех остальных видов организмов.

Степень загрязнения водоёма определяют по таблице 9.

Что такое водоемы и какие их виды существуют

Издавна вода обладает особой силой притяжения. Ведь не зря многие любят проводить как можно больше времени возле водоемов, выезжать в выходные на реку или озеро, проводить свой долгожданный отпуск на берегу моря… А в городах излюбленным местом встречи часто становятся пруды или фонтаны. Но что такое водоемы по своей сути и какими они бывают — не помешает разобраться.

Что такое водоем

Водоем — это постоянное или временное место скопления и хранения стоячей или со сниженным током воды. В обширном понятии моря и океаны также относятся к водоемам.

Водоемы образуются в местах, где на поверхности земли присутствуют закрытые котловины, а приток в них воды превышает ее потери на испарение и фильтрацию в грунт.

Гидрология — наука, которая занимается изучением водоемов.

Классификация по разным признакам

Существуют такие виды водоемов:

  • Пруд.
  • Озеро.
  • Старица.
  • Водохранилище.
  • Море.
  • Океан.

Физические, химические и биологические процессы протекают в различных типах водоёмов по-разному.

По происхождению водоемы делятся на природные и искусственные. Природные водоемы — это естественные пруды и озера. Искусственные же подразделяются на три основные группы:

  • Водохранилища (объем воды более 1 млн м³);
  • Пруды (объем воды менее 1 млн м³).
  • Бассейны, полностью изолированные от внешней среды и с полным регулированием водного режима.

К искусственным водоёмам также относят выработанные карьеры и запруды.

Водоёмы также бывают постоянные и временные. Последние возникают лишь в периоды половодья. К ним относятся старицы и лужи, образующиеся по весне при разливах крупных рек. По своему химическому составу и количеству соли в воде водоемы подразделяются на соленые и пресные. Стоит также рассмотреть и более обширную классификацию водоемов.

Конструктивное разделение

Довольно часто на объектах ландшафтной архитектуры создаются водоемы, которые классифицируются по конструктивным признакам на следующие виды:

  1. Малые и сверхмалые водоемы. Для них характерна готовая облицовка дна и бортов, произведенная в заводских условиях (пленка или уже готовая ванна). Их можно считать бассейнами, ведь они целиком изолированы от окружающей среды и наполняются искусственно. Особенностью таких бассейнов является необходимость дренажа зоны их расположения. Несоблюдение этого правила грозит «поднятием» такого водоема над поверхностью земли, что приводит к нарушению эстетических свойств объекта.
  2. Плотинные водохранилища. Возводятся на постоянных и временных водотоках. Их основное назначение — регулирование руслового стока, особенно активного в весенний период. Благодаря регулированию стока в хозяйственных целях, возникает возможность использования воды для полива растений в летний период, а также — создания полноводных водохранилищ. Как правило, их объемы составляют от сотен до миллионов кубометров воды.
  3. Копаные. Созданы путем раскопки котлована в грунте с последующим заполнением водой. Формы и размеры таких водохранилищ варьируют от десятков до десятков тысяч кубометров воды при средней глубине 1−2 м. Обычно размеры их значительно меньше, чем плотинных, потому как их создание — это весьма трудоемкий процесс. Чтобы убедиться, насколько же он трудоемкий, для наглядности используют такой показатель, как отношение объема накопленной воды к объему выполненных земляных работ. Kэ — это коэффициент эффективности устройства водохранилища. У плотинных он обычно составляет от 20 до 100 и более, в то время как у водоемов-копаней он почти всегда меньше единицы.
  4. Комбинированные. В процессе их создания используются различные приемы и конструктивные решения. Например, создается плотинное водохранилище, которое принимает очертания, максимально приближенные к природным. Это приводит к тому, что в верхней части объект становится узким, приближаясь по ширине к руслу ручья. Также можно придать очертаниям искусственную форму, если это необходимо.

Назначение водных объектов

По основному назначению водные объекты подразделяются на несколько видов:

  1. Декоративные. К ним, как правило, относят малые и сверхмалые водохранилища. Их жизнедеятельность полностью осуществляется за счет человека.
  2. Ландшафтно-декоративного назначения. Выступают как важная часть планировочной структуры объекта. Коэффициент водообмена (соотношение объема воды, проходящего через водохранилище в течение года, к количеству воды, находящейся в нем) обычно составляет от 2 до 2,5. При этом не предусматривается хозяйственное использование воды.
  3. Рекреационные. Отличие от ландшафтно-декоративных состоит в рекреационной (восстановительной, оздоровляющей) нагрузке. К тому же к чистоте воды требования достаточно высоки. Для них предусмотрен высокий коэффициент водообмена — 2,5−3. Вблизи таких водохранилищ возводят постройки бытового назначения для удовлетворения нужд отдыхающих. Объем этих водных объектов должен быть весьма большим. Это снизит уровень загрязнения воды и улучшит естественное протекание биологических процессов.
  4. Для водного спорта: их проектируют и строят в соответствии с необходимыми нормативами. Актуальным при их строительстве является также соблюдение всех нормативных параметров. Водная растительность обычно исключается. Вокруг водохранилища строят спортивные сооружения с целью использования объекта по основному назначению.
  5. Для спортивной рыбалки. Существуют два типа водохранилищ: небольшие — для индивидуального использования, и более крупные — для коллективного. В небольшие водоемы обычно запускают крупную рыбу, а коэффициент водообмена в них должен равняться 4−5. На зимовку рыбу не оставляют. Для крупных рыбацких водоемов характерно наличие зимовальных ям (3−4 м глубиной) для зимовки рыбы. Зарыбление производят разной рыбой, вне зависимости от ее величины. Во время спортивного рыболовства осуществляется средняя подкормка рыб. В запрещенный для лова период ведется усиленная подкормка с целью ускорения их роста и нагула веса.
  6. Рыборазведение для хозяйственных целей. Желательно наличие воды поверхностного стока, более теплой и богатой кислородом. На подземных водах рыба в два раза медленнее развивается. Подкормка вызывает загрязнение воды, вследствие чего необходим 4—5-кратный водообмен. Обязательно наличие зимовальной ямы. Особенность этих водоемов — наличие садка с решетчатыми стенами для вылова рыбы. Этот процесс происходит благодаря спуску воды в садок. Затем, когда основная масса воды сброшена, рыбу вычерпывают сачком.
  7. Для орошения территории объекта. Создание таких водохранилищ преследует цель накопления и дальнейшего прогревания воды, которая используется для орошения. Это имеет особое значение, если такой объект заполнен холодными подземными водами с низким содержанием кислорода. Вода должна быть чистой во избежание засорения устройств. Водообмен необходимо проводить около 3−5 раз.
  8. Многофункционального назначения. Довольно часто встречаются случаи, когда объект выполняет одновременно несколько функций. В таких ситуациях требования к нему зависят от его конкретного предназначения.
Читать еще:  Как сделать капельный полив в теплице из медицинских капельниц

Разделение по местоположению

В зависимости от местонахождения водохранилища, они разделяются следующим образом:

  1. Водохранилища на рельефе (в большинстве своем это копани), которые могут быть русловыми, склоновыми, пойменными и водораздельными в зависимости от строения рельефа.
  2. Водохранилища в руслах рек (делятся на русловые копаные и плотинные). Русловые копаные водохранилища характерны тем, что они обустроены непосредственно в самом русле реки. Благодаря этому сток реки полностью проходит через весь водный объект. В русловом копаном водоеме весь жидкий годовой сток проходит через него. Но при этом объем самой русловой копани примерно в два раза меньше. Происходит в 200 раз увеличенный осадок твердого стока на единицу объема. Рациональное использование речного стока на подобного рода объектах возможно при вынесении его на пойму и отделении от русла. В плотинном водоеме с сезонным регулированием объем годового стока равен объему водохранилища, причем объем каждого из них составляет приблизительно 100 тыс. кубических метров.
  3. Пойменные водохранилища имеют различные типы водного питания — водами руслового и подземного стока, а также комбинированное. Размещается такое водохранилище в пойме реки. Довольно часто с этой целью используется старица.
  4. Склоновые. Образуются на склонах рек и в речных долинах. Среди них выделяют водоемы, занимающие нижние, средние и верхние части склонов.
  5. Водораздельные. Их обустраивают на водораздельных участках. При этом основной проблемой, с которой приходится столкнуться, является водное питание. Оно затруднено тем, что на водоразделах чаще всего нет поверхностного стока.
  6. Водохранилища в выемке — самый распространенный вид, который пользовался популярностью во все времена. При организации учитывается его относительная независимость от месторасположения, произвольная форма и размеры акватории, а еще использование всевозможных типов и форм оформления береговой линии.
  7. Водохранилища в насыпи в неизменном виде встречаются крайне редко. Но бывают случаи, когда они служат не только для накопления воды, но и в качестве средства для опреснения засоленных подземных вод. Такое нередко можно наблюдать в местах, где поблизости находится море или океан. Второй вариант использования таких объектов — накопление водной энергии на гидроаккумулирующих электростанциях.
  8. Водохранилища в выемке-насыпи весьма широко применяются в ландшафтном проектировании. Используется в основном при возведении склоновых водоемов, где при устройстве котлована один берег становится значительно выше другого.

Типы питания водоемов

Тип водного питания — один из главных показателей, которые характеризуют специфику устройства и функционирования водохранилища. Существуют четыре типа водного питания:

  • поверхностный сток;
  • грунтовые воды;
  • принудительное наполнение из специального источника;
  • комбинированное питание.

Основным видом питания (для плотинных водохранилищ) выступает поверхностный сток. Заключается в соотношении непосредственно объема водохранилища к объему стока. Если превышен последний показатель, создается каскад из водоемов, которые находятся на одном водотоке.

Подземные воды из-за низкой температуры и меньшей загрязненности сдерживают бурное развитие водорослей и образование ряски. Благодаря этому постоянно поддерживается необходимый уровень чистоты вод. Положительное влияние также оказывают грунтово-напорные воды, увеличивая расход воды и проточность объекта.

Гораздо больше существует водохранилищ на поверхностном стоке, нежели на подземном питании. Таким водохранилищам присущи широкие поймы, а располагаются они, как правило, на средних и крупных реках.

Чем уже пойма, тем сложнее разместить в ней водохранилище, организовать его питание и защиту от межсезонного и летнего затопления.

При отсутствии подходящих естественных водных источников питания производится принудительное заполнение питание водохранилищ. Простой или поливочный водопровод используют для наполнения малых водоемов. Специально пробуренные скважины и скважины общего назначения используются для наполнения крупных. Наряду с этим также используют насосы для подачи воды из рек и более крупных водоемов.

Комбинированное питание присуще в той или иной степени практически каждому водоему. На их поверхность выпадают всевозможные осадки в любое время года, а также попадают воды поверхностного стока.

Вода — незаменимый источник жизни на всей планете. Без нее существование всех живых организмов становится невозможным. Количество водных объектов на ней бесчисленно, и чтобы не запутаться в их разнообразии, следует подвести итог, что такое водоем.

Водоем представляет собой водный объект, находящийся в углублении суши, который характеризуется медленным движением воды или полным отсутствием такового.

Созданные природой источники воды поражают своей красотой и величием. Но существует и огромное количество искусственных водоемов, над созданием которых на славу потрудились ландшафтные дизайнеры, приложив к этому огромные усилия, неиссякаемую энергию и фантазию.

ЖУРНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Классификационные признаки городских водоёмов (Россия)

Источник: Журнал «Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление»

ВВЕДЕНИЕ

Водоемы существуют с начала появления городских поселений и являются важной составляющей формирования городской среды. Издавна городские жители для хозяйственных целей устраивали пруды-копани, запруды на ручьях и малых реках. Начиная с XIX в., городские водоемы стали менять свое функциональное назначение — постепенно происходит изменение их ориентации с общехозяйственной на рекреационную. В XX в. городской пруд практически повсеместно превратился в элемент активной рекреации. Современный пруд является составной частью городского природного комплекса — это объект притяжения, обеспечивающий горожанам различные виды досуга и отдыха.

В данной статье представлены характерные признаки водного объекта, позволяющие разработать классификацию городских водоемов. Целенаправленно рассмотрены рекреационные водоемы в черте города (пруды и пруды-копани) за исключением водохранилищ и озер.

ВОДОЕМ КАК ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ

В настоящее время городской водоем является неотъемлемым и важнейшим элементом развитой социокультурной инфраструктуры города. Наличие водных объектов в черте города (парках, скверах, городских лесах и даже в отдельных дворах) значимо повышает рекреационные возможности городской среды, характеризующейся постоянной перегрузкой урбанизированными и индустриальными признаками [1, 2].

Вместе с тем, водоем — как водный объект в городской среде — почти всегда представляет комплекс разнообразных гидротехнических сооружений, выполняющих различные цели. Следовательно, городской водоем с полным правом можно соотнести с такими объектами как крупная гидроэлектростанция на Волге, морской порт на Дальнем Востоке или даже дамба накопителя горнодобывающего предприятия на Урале. Безусловно, сравнить не в части функционального назначения или экономических показателей (хотя и здесь можно задуматься о том, какую фактическую пользу приносит для жителей московского района «Сокол» комплекс из семи Иваньковских прудов в парке Покровское-Стрешнево или для петербуржцев россыпь прудов в Московском парке Победы). Речь идет о городском водоеме именно как о гидротехническом сооружении, т. е. сооружении, которое подвергается воздействию водной среды и использует эту среду для тех или иных целей [3].

Несмотря на активное влияние городских водоемов на жизнь города и его жителей, следует констатировать, что по данному типу гидротехнических сооружений недостаточно разработано справочной, нормативной и методологической литературы.

Согласно [4, 5], водный объект — природный или искусственный водоем, водоток либо иной объект, сосредоточение вод в котором имеет признаки водного режима (т. е. происходит изменение уровней, расходов или объемов воды). Водоем, являясь одним из видов водных объектов, представляет собой естественное или искусственное углубление в суше, заполненное медленно движущейся или неподвижной водой.

В городской черте наиболее характерными формами водоема являются пруд и пруд-копань . Пруд является водохранилищем, т. е. искусственным водоемом, образованным водоподпорным сооружением, достаточно мелководным (максимальная глубина до 10 м, средняя глубина до 3 м) и имеющим площадь до 1 км 2 [5, 6] Пруд-копань — это искусственный водоем в специальном углублении на поверхности земли [5]. На этом общепринятая и утвержденная систематизация и классификация, которая может быть использована при изучении или проектировании городских водоемов, исчерпывается. Представленные выше термины дают достаточно полное описание водоемов в рамках принципиальной системы водных объектов. Это, в свою очередь, позволяет осуществлять проектирование соответствующих гидротехнических сооружений в соответствии с критериями обеспечения надежности и безопасности их строительства и эксплуатации.

Вместе с тем, в настоящий момент назрела необходимость рассмотрения городского водоема как особого многофункционального водного объекта в черте города. На такой объект может быть обращено особое внимание и, как следствие, разработаны соответствующие классификационные признаки. Данные классификационные признаки дадут возможность принципиально выделить различные виды и типы городских водоемов по тем или иным критериям, обозначить логические взаимосвязи между важными градостроительными, планировочными, архитектурными и конструктивными параметрами. Это, в свою очередь, позволит разработать более упорядоченную систему архитектурно-градостроительного проектирования городских водоемов.

Задачи системного водопользования городских водных объектов впервые в отечественной практике наиболее полно были сформулированы в работе [7]. Авторы разработали подробную систему классификации водных объектов. Водные объекты предложено систематизировать на основе ретроспективных, географических и градостроительно-хозяйственных признаков. Для каждого вида признаков выделено от трех до четырех классификаций:
– ретроспективные признаки: по происхождению, особенностям истории и источникам развития;
– географические признаки: топографическая, гидрологическая, геологическая;
– градостроительно-хозяйственные: ландшафтно-архитектурная, историческая, хозяйственно-коммунальная, природоохранная.

Читать еще:  Полив и подкормка томатов в теплице во время цветения

При этом единичная классификация включает дальнейшее подразделение водных объектов еще на один-два вложенных уровня. Приведенная система признаков и основанных на них вложенных классификаций — первый в отечественной практике (и очень удачный) пример подхода к городским водным объектам в представлении их уникальности и обособленности.

Кроме того, в [8] разработана подробная классификации водоемов: по морфометрическим признакам (площадь, объем, максимальная глубина), гидрологическому режиму (колебание уровня, температура воды, продолжительность ледостава) и по условиям водообмена. На основании назначения соответствующих индексов назначается класс водоема — от I (низшего) до IV (высшего).

Вопросы эксплуатации, реабилитации и реконструкции городских водоемов, приведены в статьях А. В. Шабановой и Р. Х. Гадыевой [9—13], А. А. Логвиновой и В. И. Меленчука [14], З. В. Мещеряковой, А. А. Орловой, В. И. Карповой [15], В. Д. Дерюжинской и М. Н. Плугатырева [16]. Для проблематики данной статьи особый интерес представляет работа П. В. Шикалевой [17], в которой поднимаются вопросы современного представления по терминологическому позиционированию водных объектов в городе: ситуация описывается на примере недостаточности и неоднозначности принятых определений терминов «пруд» и «водохранилище».

В заключение вопроса об изученности принципов проектирования городских водоемов следует отметить, что в нормативных документах городской водоем как обособленный объект не обозначен.

ПРИНЦИПЫ И ПОДХОДЫ К НОВОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ГОРОДСКИХ ВОДОЕМОВ

В данной статье предлагаются к обсуждению классификационные признаки, предназначенные для создания новой системы классификации городских водоемов. Назначением системы классификации служит ее применение в реальной практике — в ходе проектирования данного вида объектов как при подготовке технического задания, так и непосредственно в ходе выполнения проектных работ, проектной и рабочей документации. Система должна обеспечить получение определенной базовой характеристики городского водоема, которая может использоваться для вышеуказанных практических нужд как собственником (заказчиком), так и проектировщиком. Она распространяется только на городские водоемы, основное функциональное назначение которых — рекреационное.

В основу формирования предлагаемой системы классификации городских водоемов положен баланс между двумя основными принципами:
– практическая необходимость введения того или иного классификационного признака;
– сравнительная простота (однозначность и легкость определения, удобство оперирования) классификационного признака.

При этом подход к выбору классификационного признака остался классическим, а именно — выделение из общего числа характерных особенностей фундаментальных признаков, в достаточной степени влияющих на фактический вид городского водоема.

КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ

В качестве основных классификационных признаков системы выступают следующие:
− A: тип водоема;
− B: уровень территориальной иерархии водоема;
− C: площадь водоема;
− D: средняя глубина водоема;
− E: каскадность водоема;
− F: конструкция крепления берега водоема;
− G: система питания водоема.

Классификационный признак «тип водоема» определяет, каким образом происходит или происходило создание водоема и аккумулирование в нем воды: посредством перегораживания и подпора русла водотока или устройством искусственной выемки по типу карьера или котлована. Тип водоема является фундаментальным признаком, который во многом определяет как состав сооружений или мероприятий, необходимых для функционирования объекта, так и основные принципы проектирования. При этом возможны всего три варианта данного признака (таблица 1).

Таблица 1. Варианты классификационного признака «тип водоема»

Определяемся с типом водоема

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

КЛАССИФИКАЦИЯ ВОДОЕМОВ ПО УРОВНЮ ИХ ТРОФИИ

Уровень биологической продуктивности лежит в основе типизации водоемов по уровню трофии. Трофический тип водоема — это интегральная характеристика, определяемая множеством взаимосвязанных физико-химических и биологических процессов. Определение трофического статуса включает использование комплексов признаков, дополняющих друг друга. Уровень биологической продуктивности озер всегда связан с определенными лимнологическими характеристиками того или иного трофического типа, а также с характером водосбора, особенностями гидрографической сети, притоком тепла и другими компонентами, объединенными в единую систему как внутри водоема, так и в системе » водосбор-озеро».

Однако возможно определение трофического типа водоема по небольшому числу показателей и даже одному — наиболее информационному — величине первичной продукции как мере интенсивности процесса новообразования органического вещества (основы трофической пирамиды).

В истории лимнологии можно выделить несколько этапов в развитии типологического направления:

1-ый этап — 20-30-е годы Тинеман и Науман предложили выделить 3 типа озер: олиготрофный, эвтрофный и дистрофный. Они показали, что уровень биологической продуктивности (трофии) тесно связан с абиотическими факторами, географическим положением водоема и характером водосбора (субальпийский тип и балтийский тип). Классификация Тинемана определяют как экологическую, т.к. трофический тип строится на связи биологических показателей с абиотическими факторами (глубина, цветность, прозрачность водоема, наличие гиполимниального (придонного) кислорода, рН, биогены и др.).

Олиготрофный водоем — содержит незначительное количество биогенных веществ, имеют высокую прозрачность, низкую цветность, большую глубину. Развитие фитопланктона слабое. Содержание кислорода лишь немного отклоняется от его нормального насыщения. В водоеме преобладают пастбищные трофические цепи, микроорганизмов мало и цепи разложения выражены слабо.

Эвтрофный водоем — при большей минерализации и повышенном содержании биогенных веществ происходит интенсивное развитие фитопланктона. Низкая прозрачность. В верхних слоях часто возникает избыток кислорода, а у дна — значительный недостаток. Все больше приобретает значение детритные и редуцентные цепи. Они становятся единственными в условиях дефицита кислорода и обилия мертвого органического вещества.

Дистрофный водоем — низкая минерализация, незначительное количество биогенных веществ, обильное содержание гумусовых веществ. Водный гумус состоит из труднорастворимых гуминовых кислот и составляет основную массу растворенного органического вещества в водоемах. Низкое развитие фитопланктона. Растворенное органическое вещество составляет 90-98% и лишь 2-10 % представлено в форме живых организмов и детрита.

Мезотрофный тип — промежуточный тип между олиготрофным и эвтрофным.

Существенным недостатком этой типизации является отсутствие данных о гумификацированных озерах, переходящих из олигогумозных (светлых) в мезогумозные и полигумозные (темные) типы. Это еще подметил Оле (1934), что шведские дистрофные озера — олиготрофные, а в Германии — эвтрофные. Руттнер (1952) также указывал, что среди гумозных озер встречаются эвтрофные. Ернефельт (1958) установил, что дистрофия — не новая категория, которую можно сравнить с 2-мя типами эвтрофным и олиготрофным, а дополнительная. Эвтрофные озера могут быть дистрофными и недистрофными, и олиготрофные- тоже. Берг (1956) указывал, что дистрофный тип фундаментально отличается от других типов водоемов.

В природе нет таких четких градаций и много переходных типов. В природе глина встречается с песком, но это не значит, что не существует отдельно песок и глина. Роде (1942) писал, что главная характеристика дистрофного озера — коричневая вода, содержащая ацидный гумус и торфянистые илы. Это — высокоцветные озера. Уровень цветности также зависит от величины рН. С повышением цветности увеличивается рН, как показал Оле (1934).

Hansen (1962) предлагает в качестве критерия для типизации вод соотношение углерода и азота в донных отложениях. Из почвоведения известно, что если C:N>10, то почвы содержат кислый гумус. Если в озерах в донных отложениях C:N>10, то озеро более дистрофное.

Функционирование дистрофных гумифицированных водоемов в значительной степени определяется количеством энергии, поступающей извне с аллохтонным органичеким веществом. Структура биоценозов здесь упрощена, в трофических связях преобладают детритно-бактериальные цепи питания. По-видимому, типизацию этой группы следует строить на основе специфики круговорота органического вещества и трофических связей, которые складываются в условиях чрезвычайно низкой интенсивности новообразования автотрофного органического вещества. Это новое перспективное направление в лимнологии.

2-ой этап — 50-60-е годы. Известный лимнолог Оле (1955) предложил новую концепцию трофической типизации озер, поддержанную Эльстером, Роде, Винбергом. Она основана на оценке интенсивности круговорота органического вещества. При этом функциональным показателем является величина первичной продукции фитопланктона и концентрация хлорофилла в воде, между которыми существует прямая корреляция. На этой основе появились первые количественные шкалы, дополненные позже величинами биомассы фитопланктона. Подход был назван продукционно-биологическим или балансовым, основанным на соотношении величин продукции (А) и деструкции (R), предложенный Винбергом еще в 30-е годы. В это время он не привлек еще должного внимания, но в 60-е годы занял свое место. В основе балансового подхода лежит общая биоактивность, оценивающая функционирование водоема в целом. Мерой биоактивности служит «удельная продуктивность», т.е. сумма всех биогенных превращений органического вещества (A+R) в единицу времени на единицу площади.

Классификации, построенные на продукционно-биологической основе, дают возможность не только определить трофический статус водоема по шкалам, но и оценить динамику его состояния, что очень актуально в современной экологической ситуации. Служба мониторинга, используя количественные функциональные показатели, имеет возможность следить за незначительными изменениями в экосистемах даже в пределах одного трофического типа. Границы между отдельными типами, определяемыми по предложенным показателям, условны. Ряд авторов предложили более дробную классификацию, выделяя ультраолиготрофные и гиперэвтрофные типы или разделяя каждый тип на 2 группы.

3 этап — можно назвать современным. Концепции системной экологии, рассматривающей водоем как единое целое, как организованную систему, в которой тесно взаимосвязаны все ее элементы, позволили сделать значительный шаг в развитии типологического направления. Среди большого числа показателей заметное место стали занимать интегральные. Появились новые классификационные шкалы, в том числе нумерические, предложенные Карлсоном (1977). В основу расчетов трофического индекса Карлсона (TSI) положены тесные корреляции между параметрами водной среды — прозрачностью, концентрации хлорофилла воде и содержанием общего фосфора.

TSI = 10 (6 -log2 SD), где SD -прозрачность

Трофический индекс и связанные с ним параметры (по Carlson, 1977)

Определяемся с типом водоема

Форма и размер водоёма

Размеры и форма водоёма могут быть абсолютно произвольными, но для простоты содержания и ухода за ним существуют некоторые правила. Чем больше объём пруда, тем он будет прозрачнее и чище. В природе мы никогда не увидим водоём, который был бы мутным, если, конечно человек не успел вмешаться в его жизнь своей активностью. Дело в том, что в природе существует так называемый экологический баланс, т.е. в закрытой системе всё живое, находящееся в ней, будет питаться исключительно тем, что образуется в результате естественных процессов распада. Количество растений и живых микроорганизмов, имеющихся в водоёме, ограничивается количеством питательных веществ, а мутная вода — это и есть переизбыток микроорганизмов.

Пруд площадью 10 кв.м уже создаёт все условия для полного биологического равновесия. Конечно, на небольших участках, внутренних двориках можно расположить водоём размером 1х2 м, но его придётся периодически чистить.

Чтобы водоём не промерзал, его глубина должна быть не менее 1,5 м. Маленький водоём с такой глубиной будет смотреться как колодец, поэтому его делают значительно меньше. Вообще нужно полагаться на правило «золотого сечения», чтобы размер водоёма был соразмерен с окружением.

Читать еще:  Основные этапы создания альпинария с водопадом

Берега пруда лучше сделать пологими, вода должна быть почти на уровне почвы, так более естественно. Дно водоёма лучше всего сформировать в виде террас шириной 50…100 см, причём первую террасу можно разместить на глубине в несколько сантиметров ниже уровня воды, это будет своеобразный переход от суши к воде. Глубина пруда, помимо остального определяет интенсивность «цветения» воды. Водоросли, вызывающие этот процесс, активно размножаются в тёплой стоячей воде на мелководье. Если же воду с нижних холодных слоев перемешать с водой из верхних тёплых слоев (это осуществляется при использовании водных каскадов, водопадов, фонтанов) — водоросли будут размножаться медленнее.

Под «формой» пруда подразумевают как собственно форму водной поверхности (то есть, извилистость береговой линии), так и глубину пруда, уклон берегов, подводного ложа и дна (эти понятия часто объединяют). Форма пруда может быть практически любой. Она должна соответствовать общему замыслу благоустройства участка. Водоёмы правильной формы сочетаются со строго спланированным садом и дорожками правильной формы. Водоёмы неправильной формы лучше вписываются в естественный сад.

Для разметки контуров будущего пруда можно использовать канат или шланг: изменяя их конфигурацию, можно добиться желаемой формы. По контуру этой разметки забивают колышки и выкапывают котлован. [7]

Выбор места и способ заполнения водоёма

Как говорил Джером К.Джером: «Человек может смотреть на воду сколь угодно долго». Спокойная водная гладь, в которой отражается небо, медленно текущая вода или наоборот — бурный поток, водопад, бьющий родник или фонтан — всё это притягивает внимание человека, склоняет к задумчивости и созерцанию. То есть — отвлекает от работы. Поэтому пруд лучше сооружать в укромном уголке садового участка, в той его части, которая предназначена для отдыха. К особенностям выбора места стоит отнести такие показатели, как роза ветров (продольная ось водоёма должна идти по ней), освещённость. Нельзя располагать водоём на открытом месте и вблизи крупных деревьев, таких как берёза, дуб, тополь, черёмуха, поскольку растительный опад приведёт к негативным последствиям фауны водоёма. Глубоководная часть водоёма должна быть закрыта от солнца с 11 до 14 часов, во избежание излишнего перегрева воды и образования водорослей, что приводит к цветению пруда.

Способы заполнения прудов.

Сюда относится вопрос забора воды для пруда, и куда вода будет стекать при выкачивании из пруда (например, при консервации пруда на зиму или при проведении профилактических мероприятий). Расчёт требуемого количества воды произвести очень просто: максимальную длину пруда в дециметрах перемножают на его максимальную ширину и глубину. В результате мы получим объём в кубических дециметрах, равных литрам. Реальный объём будет отличаться от расчётного, но незначительно — разница сопоставима с потерями воды при испарении.

Если на садовом участке есть колодец или скважина, то проблем с забором воды для заполнения пруда обычно не возникает. Исключение составляют пруды-купальни, в которых не используются фильтры биологической очистки или химические вещества для предотвращения зацветания воды и подразумевается периодическая её замена. В последнем случае опытным путём определяют водопродуктивность колодца или скважины и, сообразуясь с этим, планируют периодичность обновления воды в пруду. Если водоснабжение участка — централизованное, от водонапорной башни, то при сооружении прудов объёмом более 3 куб.м. (3000 л) следует оговорить возможность забора воды со специалистами, обслуживающими насос и водонапорную башню. [8]

Проектирование и устройство водоема

Привлекательность пруда зависит от его местоположения, размера и формы. Рассмотрим эти три параметра проектирования и строительства водной зоны на участке подробнее.

Место

Идеальным местоположением водоема можно считать такую территорию, которая летом с рассвета до 10.30 освещена полным солнцем, а в период с 11 до 15 часов там может быть полутень, вплоть до тени. Безусловно, подобное место найти непросто. Только в дикой природе встречается такое местоположение естественных прудов или озер.

Наиболее органично будет выглядеть водоем, устроенный в нижней части участка. Однако при желании вы можете сделать его в любом другом месте, где он будет хорошо смотреться.

Не рекомендуется устраивать водоем под кронами деревьев, в тени дома, беседки или ограды. В воду не должны попадать никакие растительные остатки, в том числе скошенная трава, опавшие листья, отмершие части растений. Только в этом случае вода в водоеме не будет портиться и неприятно пахнуть.

Если вы хотите сделать фонтан или каскад или установить фильтр, то удобнее всего расположить водоем недалеко от источника электричества.

Природная холмистая территория идеальна для сооружения водоема. Интересно смотрятся несколько водоемов различного размера, разной формы и на разных уровнях. Их можно использовать для создания соединяющихся ручьев или водопадов.

Расчеты и подготовительные работы

Размеры и очертания искусственных водоемов могут быть самыми разными, но всегда лучше придерживаться золотой середины. Для участка в 10−15 соток вполне достаточно водоема с зеркалом водной поверхности в 4−4,5 м 2 , расположенного в солнечном, защищенном от ветра месте.

Для начала необходимо определиться с формой, которая может быть самой разной. Но помните, что лучше всего смотрятся овальные, круглые, прямоугольные, каплевидные или слегка изогнутые прудики со сглаженными углами. К тому же их проще строить. Рассмотрим процесс подробнее на примере водоема из пленки.

Пленку выбирают такую, чтобы она одним куском покрывала весь водоем и выходила за его пределы не менее чем на 50 см с каждой стороны.

Формула для примерного расчета:

длина пленки = длина водоема + 2*глубина водоема + 1 м

ширина пленки=ширина пруда + 2*глубина водоема + 1 м

Кроме самой пленки можно приобрести еще и специальную защитную ткань. Водоемы небольших размеров строят без защитной ткани, однако если водоем большой, то такая ткань необходима. Глубина водоема должна соответствовать его размерам, но быть не менее 50−60 см. Берега делают пологими (20−25°). Если глубина больше 80 см, берега следует делать с уступами, иначе они будут оползать.

Устройство водоема

Устройство водоема начинают с разметки его контуров. Когда берега обозначены, внутри очертаний водоема срезают дерн и откапывают котлован заданной глубины. Если берега получаются слишком крутые, необходимо сделать 1−2 уступа. Дно и стенки котлована выравнивают.

Обязательно выбирают все острые предметы: камни, палки, толстые корни, особенно стекла. Дно и уступы (если таковые имеются) выравнивают и засыпают влажным песком. Поверх песка укладывают последовательно защитную ткань и пленку. На дне пленка придавливается камнем и укладывается по дну и берегам водоема. Образующиеся складки равномерно распределяются по всей внутренней поверхности водоема.

Выступающие за пределы водоема края пленки раскладываются и также придавливаются камнями, но пленка не должна быть сильно натянута. Водоем начинают понемногу наполнять водой, пленка при этом растягивается, плотно прилегая к дну и стенкам котлована.

Когда водоем будет наполнен, излишки ткани следует убрать в равномерные складки по всей береговой линии. Отогнутые края материала ровно отрезают, оставляя запас в 20−30 см, и закрепляют в нескольких местах металлическими шпильками. Края водоема декорируют камнем.

Оборудование

Самая важная часть фонтана – насос. Обычные бытовые насосы тут не годятся, так как слишком быстро изнашиваются. А ведь фонтан должен работать практически беспрерывно в течение всего лета!

Лучше остановить свой выбор на модели с рабочим ресурсом от 30 до 50 тысяч часов. В пересчете на пять теплых месяцев года, с мая по сентябрь, срок службы такого насоса составляет от 9 до 13 лет.

Насос обычно устанавливают на дно водоема, на бетонную или металлическую подставку, чтобы его не засоряли частички грунта и песок – главный враг фонтанного оборудования. Есть и плавающие модели. Фонтанные насосы работают от электричества. Для надежности в механизм насоса встроены фильтры, защищающие двигатель от засорения.

Большинство насосов позволяет регулировать расход воды – это немаловажно, особенно когда дело касается небольших водоемов. Высота фонтана зависит от напора воды и размера водоема, форма водяной картины – от насадки.

Насадка формирует водяной поток и это, в конечном счете, определяет внешний вид фонтана. Выбор насадок, пожалуй, доставляет самое большое удовольствие, ведь их количество колоссально и виды водяных картин совершенно различные.

Зачастую покупают сразу несколько различных насадок и меняют их в зависимости от настроения. Насадки для фонтанов делаются из пластика, стали и меди. Одни из них приподнимаются над зеркалом водоема, другие топят в воде. Третьи заглубляют под гальку, чтобы создать эффект бьющего из-под воды природного ключа.

Самые простые, и потому самые распространенные конструкции – струйные. Хотя простыми многие из них назвать трудно: здесь и вращающиеся цветы, и пенные столбы, и традиционные для французских садов «пируэты» на изящной гнутой основе.

Технологически немного сложнее насадки типа «колокол» и «лава». В них вода силой выходит через зазор между двумя дисками и формирует сплошную тонкую пленку в виде полусферы. Некоторые насадки оснащены разноцветными галогенными лампами, что в вечернее время превращает работу фонтана в настоящее шоу. Впрочем, подсветку водоема и сада можно установить и отдельно.

В жаркую погоду в водоеме быстро испаряется вода, особенно из неглубоких резервуаров и емкостей. Если игнорировать этот факт, работающий вхолостую насос может просто перегореть. Чтобы избежать поломки, нужно регулярно подливать воду в водоем. Со временем вода в пруду начинает пениться, мутнеть и цвести. И чем жарче лето, тем быстрее прозрачная вода превратится в неопрятное болотце.

Иногда решить проблему удается с помощью простых гигиенических процедур. Регулярно очищайте воду от опавшей листвы и мусора. Если не хочется возиться с сачками, установите в пруду скиммер – прибор, всасывающий мусор с поверхности воды. Раз в месяц освобождайте пруд от донных отложений, вручную или с помощью водного пылесоса. При появлении первых признаков цветения удаляйте из воды водоросли и сорные растения. Помогают фильтровать воду и натуральные биологические добавки.

Чтобы вода в водоеме была прозрачной, ее надо очищать с помощью фильтров. Выбирая фильтр, ориентируйтесь прежде всего на объем водоема (произведение средних величин его ширины, длины и глубины). Самыми лучшими на сегодняшний день можно считать ультрафиолетовые лампы. Они выглядят, как специальные электрические лампы, соединенные с насосами, которые прокачивают через них воду.

Следует подобрать приборы такой мощности, которой будет достаточно для очистки полного объема воды пруда, и тогда она станет прозрачной уже через несколько дней. Владельцам очень больших водоемов, населенных рыбами и заросших кувшинками, можно порекомендовать комплексные системы биофильтрации.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector