СПОСОБ ОЧИСТКИ ЗАРАСТАЮЩИХ И ЗАРОСШИХ ОЗЕР

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЗАРАСТАЮЩИХ И ЗАРОСШИХ ОЗЕР


RU (11) 2308564 (13) C2

(51) МПК
E02B 3/02 (2006.01)
E02B 15/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - нет данных 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.10.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005108096/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.03.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.03.22 
(43) Дата публикации заявки: 2006.09.10 
(45) Опубликовано: 2007.10.20 
(56) Аналоги изобретения: СМЕТАНИН В.И. Восстановление и очистка водных объектов.-М.: Колос, 2003, с.108-112. SU 68455 A1, 01.01.1947. SU 1372015 A1, 07.02.1988. SU1186725 A1, 23.10.1985. SU 1231124 A1, 15.05.1986. DE 3441452 A, 20.03.1986. PR 2635346 A1, 16.02.1990. 
(72) Имя изобретателя: Кириллов Николай Кириллович (RU); Иванов Владимир Иванович (RU); Иванов Дмитрий Владимирович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Иванов Владимир Иванович (RU) 
(98) Адрес для переписки: 428032, г.Чебоксары, ул. Дзержинского, 20, кв.41, В.И.Иванову 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЗАРАСТАЮЩИХ И ЗАРОСШИХ ОЗЕР

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для восстановления и очистки зарастающих и заросших озер относительно небольших размеров. Способ включает опорожнение водоема, отвод вновь поступающей воды, последующую сушку сплавинных растительных накоплений и донных отложений путем нарезки дренажных траншей и разработку сплавинных растительных накоплений и донных отложений с помощью ковша экскаватора. 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. Повышается эффективность и экономичность очистки зарастающих и заросших озер. 4 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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 Нmax 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.



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.