Проблемы экологии при организации поверхностного стока

Организация поверхностного стока влечет за собой изменение экологического баланса водного бассейна территории, который нарушается из-за сброса без очистки части дождевых и талых вод в водоемы и пониженные места территории. В процессе круговорота влаги происходит пополнение грунтовых вод за счет фильтрации атмосферных осадков и инфильтрации поверхностных вод из водоемов и водотоков. Атмосферные осадки, образующие дождевой и талый сток, в процессе прохождения приземных слоев атмосферы и особенно стекания по поверхности городских водосборов загрязняются, в них появляются примеси химически вредных веществ.

Упрощенную схему отрицательного воздействия поверхностного стока на санитарное состояние водоемов можно представить следующим образом. Взвешенные вещества, содержащиеся в поверхностном стоке из-за наличия в атмосфере и на поверхности пыли, аэрозолей, частиц несгоревшего топлива, продуктов разрушения дорожных одежд, при выпадении дождей попадают в водоем залповым сбросом. Эти взвешенные вещества частично оседают в створе ливнеспуска или ниже по течению, препятствуя нормальному протеканию биологических процессов на дне водоприемника и постепенно заиливают его. В осевших частицах содержатся органические вещества, которые потребляют растворенный в воде кислород. Процесс минерализации органических веществ, осевших на дно водоема, продолжается 25 сут. и более, что способствует возникновению дефицита кислорода в водоеме. Не менее опасен и талый сток, поскольку в период его образования в водоемах наблюдают максимальный дефицит кислорода, объясняющийся устойчивым ледяным покровом, препятствующим поверхности реаэрации. На кислородный режим водоемов влияют и нефтепродукты, которые вымываются дождевыми водами с поверхности территории и, окисляясь, поглощают растворенный кислород. Процессу реаэрации препятствует образующаяся на поверхности водоема масляная пленка.

Поверхностный сток с территории рынков, неблагоустроенных дворов, пониженных участков, периодически подвергающихся затоплению дождевыми водами, может быть источником бактериального загрязнения почвы, подземных вод и водоемов. Повышенная загрязненность водоемов может сохраняться в течение трех дней после выпадения осадков из-за аккумуляции на дне микробов в оседающей части примесей.

Отсюда вытекает необходимость максимального сокращения сброса поверхностного стока без очистки и целесообразность отведения его на общие очистные сооружения или на специальные — для поверхностного стока. С этой точки зрения наиболее перспективной мерой охраны водного бассейна от загрязнений является постепенный переход на преимущественное использование полураздельной системы канализации населенных мест в сочетании с реконструкцией раздельной канализационной сети. Эта сеть по сложившейся практике проектирования не предусматривала очистки поверхностного стока, поэтому ее реконструкцию целесообразно осуществлять по двум основным направлениям.

Первое — строительство очистных сооружений непосредственно у выпуска дождевой сети в виде технических отстойников и биологических прудов с естественной или искусственной аэрацией. Эти сооружения возводят на устьевых участках отдельных коллекторов или объединенной группы, руководствуясь «Временной инструкцией по проектированию сооружений для очистки поверхностных сточных вод» (СН 496—77). Опыт проектирования и эксплуатации очистных сооружений на выпусках имеется в Москве и Минске. В Москве на устьевом участке коллектора в пределах городской черты построены камерные отстойники. В Минске для очистки поверхностного стока с застроенной территории площадью 88 га используют проточный биологический пруд с естественной аэрацией, расположенный за пределами городской черты. Эксплуатация этих сооружений показала, что применение отстойников дает эффект лишь при дождях малой и средней интенсивности, поэтому их следует расценивать как полумеру, обеспечивающую некоторое улучшение качества городского стока. Вместе с тем с помощью биологических прудов достигают сравнительно высокой степени очистки поверхностных вод. Поэтому они могут быть успешно использованы для обезвреживания дождевого стока в тех случаях, когда невозможна совместная очистка атмосферных и производственно-бытовых вод.

Второе — перехват загрязненной части поверхностных вод и транспортирование их на объединенные сооружения очистки. Для этого устраивают отводящий коллектор, который прокладывают за пределами городской территории.

Для промышленных предприятий и других объектов, являющихся источниками загрязнения открытых водоемов, предусматривают локальную или кустовую (для групп объектов) очистку сточных вод перед сбросом в реку или на специальные сооружения в ее русле. Так, например, для охраны от загрязнения небольших городских протоков институт Мосинжпроект разработал щитовые боковые заграждения стационарного типа, устраиваемые непосредственно в русле реки. С их помощью собирают нефтепродукты, масла и мусор, смываемые дождевыми водами с поверхности городских водосборов.

В целях инфильтрации загрязненного поверхностного стока в грунт обеспечивают быстрое удаление поверхностных вод с газонов и грунтовых поверхностей путем рациональной организации сети водостоков и вертикальной планировки.

Профилактические меры, направленные на защиту водных бассейнов от загрязнения, выполняют в соответствии с нормативными требованиями СНиПа и «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Эти требования предусматривают, во-первых, запрещение сброса поверхностных вод в непроточные пруды и поверхностные водотоки на участках со скоростями течения менее 5 см/с и расходами водотоков до 1 м³/с. Во-вторых, не допускают значительного загрязнения поверхностных вод за счет благоустройства прибрежных полос. В-третьих, предусматривают регулярный обмен воды в прудах и городских водоемах в течение летне-осеннего периода. В крупнейших и крупных городах водообмен производят до 5 раз за этот период, а в остальных населенных пунктах от 2 до 4 раз, в зависимости от местных климатических условий.

Не менее важны мероприятия, направленные на сохранение в весенне-летний период такого уровня воды в городских водоемах, при котором их глубина была бы не менее 1,5 м. При условии регулярной очистки водоемов от водорослей допускают минимальную глубину 1,0 м. Это требование распространяется не только на пруды и водоемы, расположенные в черте города, но и за его пределами в радиусе до 3 км.

Когда сброс поверхностных вод проектируют в естественные понижения рельефа, одной из важнейших задач является защита почвы от водной эрозии, которая имеет негативные последствия не только с точки зрения нарушения равновесия рельефа. Поверхностные воды, несущие продукты разрушения почвы, интенсивно засоряют ими водоемы и водотоки.

Эрозия почвы возникает при формировании концентрированных потоков с размывающими скоростями движения поверхностного стока, которая зависит от уклона рельефа и грунтовых условий. Запрещено поэтому сбрасывать поверхностный сток в размываемые овраги и другие естественные понижения рельефа без создания в них специальных противоэрознонных сооружений: оголовков, быстротоков, ступенчатых перепадов и т. п.