Способ прогнозирования эвтрофикации водоема

Авторы патента:

E02B3/02 - регулирование рек, например удаление подводных камней, очистка русел, воздействие на течение потока (экскаваторы и землечерпалки E02F)

Владельцы патента RU 2537907:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к технологии инженерно-биологической защиты береговой зоны рек от водной и ветровой эрозии, и может быть использовано для прогнозирования эвтрофикации водоема. Устанавливают защитные средства. Предварительно обследуют прибрежную зону реки и выявляют неблагоприятные участки обследуемых территорий. Затем на расстоянии не более 2, 4 и 6 м от линии уровня воды устанавливают вертикальные проградуированные вешки с ценой деления не более 1 см. Принимают показания уровня грунта на вешке за начало отсчета уровня намытого грунта. Затем в течение года после выпадения обильных осадков измеряют высоту намытого грунта у основания вешек и определяют среднюю высоту h_ср намытого грунта на каждой из трех вешек. Далее определяют среднее значение высоты намытого грунта на всех вешках и при значении h_ср более 3 см прогнозируют интенсивное развитие процесса эвтрофикации водоема. Осуществляют установку защитных средств в виде инженерных сооружений, например габионых конструкций. При h_ср менее 3 см прогнозируют развитие процесса эвтрофикации водоема и проводят биологическую рекультивацию, например высевают траву с корневой системой, создающей дерновой слой. Обеспечивается сокращение участков водоема, подверженных эвтрофикации.

Известен способ определения состояния пастбищ, подверженных деградации (заявка на изобретение №2006112379/28, дата публикации 13.04.2006), включающий на основании космических снимков выделение контуров пастбищ и проведение оценки деградации пастбищ по относительной площади проективного покрытия почвы травянистой растительностью.

Известный способ включает визуальную оценку деградации по космическим снимкам и не подтвержден количественными измерениями деградационных параметров.

Известен способ защиты берега от размыва (заявка на изобретение №93053337/15, дата публикации 27.02.1997), включающий установку защитных средств.

Этот способ требует трудозатрат на создание шпор, но полностью, на 100%, решить проблему сокращения размыва не сможет.

Техническим результатом является сокращение участков водоема, подверженных эвтрофикации.

Технический результат достигается тем, что в способе прогнозирования эвтрофикации водоема, включающем установку защитных средств, согласно изобретению предварительно обследуют прибрежную зону реки, выявляют неблагоприятные участки обследуемых территорий, затем на расстоянии не более 2, 4 и 6 м от линии уровня воды устанавливают вертикальные проградуированные вешки с ценой деления не более 1 см и принимают показания уровня грунта на вешке за начало отсчета уровня намытого грунта, затем в течение года после выпадения обильных осадков измеряют высоту намытого грунта у основания вешек и определяют среднюю высоту h_ср намытого грунта на каждой из трех вешек, и далее определяют среднее значение высоты намытого грунта на всех вешках, и при значении h_ср более 3 см прогнозируют интенсивное развитие процесса эвтрофикации водоема и осуществляют установку защитных средств в виде инженерных сооружений, например габионых конструкций, а при h_ср менее 3 см прогнозируют развитие процесса эвтрофикации водоема и проводят биологическую рекультивацию, например высевают траву с корневой системой, создающей дерновой слой.

Новизна заявленного способа заключается в том, что за счет определения средней высоты h_ср намытого грунта обеспечивается возможность прогнозирования развития процессов эвтрофикациии и при значении h_ср более или менее 3 см рекомендуется устанавливать инженерные конструкции или высевать злаковые травы, что обусловлено своевременной и точной фиксацией участков берега, подверженных эрозионному разрушению, это позволит принять меры по сохранению видового состава растительных сообществ, произрастающих на берегу и возможно являющихся реликтовыми и эндемичными.

Заявленный способ возможно использовать в берегозащите и экологии для улучшения состояния окружающей среды, что соответствует критерию «промышленное применение».

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного технического решения, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Способ прогнозирования эвтрофикации водоема осуществляют следующим образом.

Предварительно обследуют прибрежную зону реки, выявляют неблагоприятные участки обследуемых территорий, затем на расстоянии не более 2, 4 и 6 м от линии уровня воды устанавливают вертикальные проградуированные вешки с ценой деления не более 1 см и принимают показания уровня грунта на вешке за начало отсчета уровня намытого грунта, затем в течение года измеряют высоту намытого грунта у основания вешек, которая значительно увеличивается после выпадения осадков, а после этого определяют среднюю высоту h_ср намытого грунта на каждой из трех вешек, далее определяют среднее значение высоты намытого грунта на всех вешках h_ср и при значении h_ср более или менее 3 см прогнозируют интенсивное развитие процесса эвтрофикации водоема, затем осуществляют установку защитных средств в виде инженерных сооружений, например габионых конструкций, или в виде биологической рекультивации - посева трав с корневой системой, создающей дерновой слой, не позволяющий мелким дисперсным частицам по уклону скатываться в водоем и заиливать его.

Пример конкретного осуществления способа прогнозирования эвтрофикации водоема

Измерение смыва слоя почвы проводилось на берегу реки Кубань. Предварительно выявили 3 неблагоприятных участка обследуемых территорий и установили проградуированные вешки с ценой деления не более 1 см для учета смыва грунта на расстоянии 2, 4 и 6 м от уреза воды, затем принимают показания уровня грунта на вешке за начало отсчета уровня намытого грунта и определяют h₁, h₂, h₃ соответственно. Каждый раз после выпадения обильных осадков в течение года:

- на 1-м участке общая высота намытого грунта на всех вешках составила h₁=0,1 см, h₂=0,2 см, h₃=0,3 см, средняя высота на всех вешках h_ср составила 0,2 см, что свидетельствует о вяло текущем процессе развития эвтрофикации дна реки, в этом случае не требуется осуществлять укрепление берега реки.

- на 2-м участке общая высота намытого грунта на всех вешках составила h₁=1,2 см, h₂=3,1 см, h₃=4,1 см, средняя высота на всех вешках h_ср составила 2,8 см, что свидетельствует о более быстром процессе развития эвтрофикации дна реки, в этом случае требуется осуществлять укрепление берега реки путем биологической рекультивации - посева трав с корневой системой, создающей дерновой слой, например пырея ползучего (Elytrigia repens).

- на 3-м участке общая высота намытого грунта на всех вешках составила h₁=3,1 см, h₂=4,1 см, h₃=6,3 см, средняя высота на всех вешках h_ср составила 4,5 см, что свидетельствует о более интенсивном процессе развития эвтрофикации дна реки, в этом случае требуется осуществлять укрепление берега реки в виде инженерных сооружении, например габионых конструкций.

Способ прогнозирования эвтрофикации водоема, включающий установку защитных средств, отличающийся тем, что предварительно обследуют прибрежную зону реки, выявляют неблагоприятные участки обследуемых территорий, затем на расстоянии не более 2, 4 и 6 м от линии уровня воды устанавливают вертикальные проградуированные вешки с ценой деления не более 1 см и принимают показания уровня грунта на вешке за начало отсчета уровня намытого грунта, затем в течение года после выпадения обильных осадков измеряют высоту намытого грунта у основания вешек и определяют среднюю высоту h_ср намытого грунта на каждой из трех вешек, и далее определяют среднее значение высоты намытого грунта на всех вешках, и при значении h_ср более 3 см прогнозируют интенсивное развитие процесса эвтрофикации водоема и осуществляют установку защитных средств в виде инженерных сооружений, например габионых конструкций, а при h_ср менее 3 см прогнозируют развитие процесса эвтрофикации водоема и проводят биологическую рекультивацию, например высевают траву с корневой системой, создающей дерновой слой.

Устройство относится к гидротехнике, в частности к устройствам для очистки застойных вод акваторий бухт и заливов водой прибрежных течений, проходящих мимо них транзитом.

Способ регулирования уровня паводковой воды на реках // 2535252

Изобретение относится к способам регулирования уровня паводковой воды на реках, покрытых льдом. Способ заключается в создании искусственной преграды, способствующей уменьшению гидравлического сечения реки.

Способ очистки русел рек вблизи мостов // 2533912

Изобретение относится к гидрологии, гидротехнике, мостостроительству и может быть использовано при пропуске максимальных расходов в период паводков и половодий для обеспечения безопасности работы мостов, для предупреждения аварийных ситуаций, для предупреждения возможного подтопления прилегающих населенных пунктов.

Система препятствий с переменной конфигурацией для русла реки // 2527292

Изобретена система препятствий с переменной конфигурацией для русла реки в речном парке. Каждая сборная конструкция препятствия включает в себя множество блоков препятствия.

Способ водоснабжения дражных работ // 2524828

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при дражной разработке долинных и пойменных россыпей. Способ включает проведение руслоотводного канала, создание технологического водоема для драги и системы очистных сооружений для сточных вод.

Способ формирования водохранилищ на предгорных равнинах // 2523328

Изобретение относится к области экологии, охраны окружающей среды и рационального природопользования и может быть использовано для очистки речной воды, регулирования климата при засухе, а также способствует созданию запаса пресной воды для хозяйственных и бытовых нужд населения.

Способ определения поражения селями горной долины // 2519807

Изобретение относится к области рекреации, в частности к способам выявления признаков природных катастроф, и может найти применение при оценке опасности поражения территорий.

Устройство для удаления загрязнений из оросительных каналов // 2515231

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано для удаления загрязнений из русла оросительных каналов. Устройство включает установленное поперек потока эластичное полотнище.

Устройство и способ удаления шлама // 2504613

Изобретение относится к устройству и способу удаления шлама, образующегося в отстойных прудах для сточных вод при производстве пальмового масла, а также может использоваться и по иному назначению, например, для удаления шламов из отстойных прудов.

Способ подъема уровня воды в малых водотоках после дноуглубительных работ (варианты) // 2499866

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям. Способ подъема уровня воды в малых водотоках после дноуглубительных работ включает возведение подпорной плотины после завершения дноуглубительных работ.

Приспособление для очистки вод акваторий бухт и заливов // 2538999

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к устройствам для очистки застойных вод акваторий бухт и заливов водой прибрежных течений, проходящих мимо них транзитом. Приспособление содержит блок из одного и более изогнутых под углом трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами. Блок закреплен на пути потока прибрежных течений. Трубопровод выполнен с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий. Трубопровод изготовлен из секций. Каждая из секций выполнена в виде кругового сектора, смонтированного из полосы, согнутой попеременно в разные стороны по прямым линиям в виде линий сгиба. Линии сгиба расположены на полосе на равных расстояниях друг от друга и размещены под углом к кромкам полосы с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными на полосе попеременно и параллельно друг другу. Полоса свернута в кольцо с многогранной поверхностью. Секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого трубопровода треугольной формой проходного сечения. Проходное сечение изогнуто под углом от 30° до 180° и более с образованием по его периметру наружной и внутренней поверхностей многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий. Обеспечивается очистка акваторий бухт и заливов путем направления течений в их застойные воды и усиления циркуляции воды. 12 ил.

Двухуровневый очиститель застойных вод акваторий бухт и заливов // 2539000

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к устройствам для очистки застойных вод акваторий бухт и заливов водой прибрежных течений, проходящих мимо них транзитом. Устройство включает блок из одного и более изогнутых под углом трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами. Блок закреплен на пути потока прибрежных течений. Трубопровод выполнен в виде сектора кругового трубчатого сечения спиральной формы с многогранной винтовой поверхностью по ее внутреннему и наружному периметру с входным отверстием. Трубопровод изготовлен из секций, каждая из которых смонтирована из двух подсекций. Подсекции изготовлены из полос, согнутых в одну сторону по прямым линиям сгиба, размещенным под углом к кромкам полос, и свернутых в кольцо с попеременным образованием по длине полосы разных по размерам равносторонних, равнобедренных и разносторонних треугольников. Стороны треугольников отличаются друг от друга на линейную величину, кратную целому числу Δ. С двух сторон самого большого равностороннего треугольника своими самыми большими сторонами размещены два одинаковых разносторонних треугольника, стороны которых меньше стороны большого равностороннего треугольника на величину Δ. К средней стороне одного из разносторонних треугольников прикреплен меньший равносторонний треугольник, стороны которого меньше стороны самого большого равностороннего треугольника на величину 2Δ. Ко второй стороне меньшего равностороннего треугольника прикреплен своим основанием равнобедренный треугольник, боковые стороны которого меньше его основания на величину Δ и стороны самого большого равностороннего треугольника на величину 3Δ. К боковой стороне равнобедренного треугольника прикреплен равнобедренный треугольник, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и стороны самого большого равностороннего треугольника на величину 4Δ. С противоположной стороны полосы к средней стороне второго разностороннего треугольника прикреплен своей боковой стороной равнобедренный треугольник, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и стороны самого большого равностороннего треугольника на величину 3Δ. К основанию равнобедренного треугольника прикреплен своей боковой стороной равнобедренный треугольник, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и стороны самого большого равностороннего треугольника на величину 4Δ. С одной стороны подсекции образовано отверстие в виде квадрата, сторона которого меньше стороны самого большого равностороннего треугольника на величину 3Δ, а с другой образовано отверстие в виде равнобедренной трапеции. Большее основание трапеции равно стороне самого большого равностороннего треугольника, а меньшее основание меньше большего основания на величину 3Δ. Боковые стороны трапеции меньше большего основания на величину 2Δ. Подсекции соединены друг с другом отверстиями в виде трапеций с образованием секций с входными и выходными отверстиями в виде квадратов. Стороны отверстий равны друг другу и расположены под углом, величина которого определяет спиральную форму трубопровода. Секции соединяются в трубопровод, поочередно поворачивая на 90° каждую последующую секцию относительно предыдущей. Обеспечивается очистка акваторий бухт и заливов путем направления течений в их застойные воды и усиления циркуляции воды. 21 ил.

Противопаводковая фильтрующая плотина // 2552361

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для защиты территорий от наводнений путем регулирования стока рек. Плотина сооружается на притоках главных рек с возможностью образования в зоне формирования паводка временного водохранилища и укладывается поперек русла притока в виде трапециевидной призмы. Плотина выполнена из водонепроницаемых мешков с сыпучим наполнителем. Мешки уложены вдоль русла притока послойно, с чередованием слоев с продольным 6 и поперечным 7 относительно русла расположением мешков. Нижний слой образован из продольно расположенных мешков. В свою очередь продольные ряды мешков уложены на расстоянии друг от друга. Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в возможности возведения противопаводковой плотины в руслах рек любой конфигурации и в любых геологических условиях. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ охраны береговых ландшафтов рек от подтоплений // 2552949

Изобретение относится к комплексам мероприятий, направленных на повышение экологической ситуации водных и прибрежных зон. Осуществляют комплекс изысканий - маршрутное обследование участка русла, инженерно-геодезические, геологические, морфологические, гидрологические и почвенно-экологические изыскания. Устанавливают историческую естественную береговую линию реки путем разделения русла на поперечные створы. Определяют глубину донных отложений посредством проб. Пробы берут в каждом створе через равные расстояния. По полученным результатам строят план карту. Сопоставляя гидрологические и геодезические изыскания, строят поперечные профили, на которых отображают уклон берегового ландшафта и уровень подтопления. Определяют глубину расчистки русла по формуле: где hp - глубина расчистки русла по фарватеру; bе - ширина восстановленного, естественного русла; Δh - уровень подтопления; i - уклон берегового ландшафта к урезу воды. Отмечают глубину на поперечных профилях. Формируют дно реки с учетом естественной береговой линии. В качестве механизма для удаления и транспортировки донных отложений используют земснаряд. Обеспечивается повышение эффективности защиты береговых зон. 3 ил.

Способ разрушения ледяных заторов // 2560070

Изобретение относится к способам разрушения ледяных заторов, образующихся в период вскрытия рек, особенно, в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, вызывающих подъемы уровня воды и затопление местности. Способ разрушения ледяных заторов заключается в создании области повышенного давления под ледяным покровом посредством динамической взрывной нагрузки. Для этого на летательном аппарате, снабженном устройством для зондирования участков, размещают боеприпасы, осуществляют доставку их в заданное место и подрыв. В качестве боеприпасов используют авиационную торпеду. Область повышенного давления динамической взрывной нагрузкой создают посредством авиационной торпеды, стрельбу которой осуществляют с участка чистой воды ниже затора по течению реки, с заданной глубиной хода. Технический результат - обеспечение быстрого разрушения ледяных заторов в кратчайшие сроки и предотвращение возможных наводнений.

Устройство для защиты мостов от плавающих деревьев // 2560616

Изобретение относится к области гидротехнического и природоохранного строительства, гидрологии, мостостроительству и может быть использовано для обеспечения безопасности работы мостов, предупреждения аварийных ситуаций и возможного подтопления прилегающих населенных пунктов вследствие перекрытия отверстий мостовых пролетов поврежденными деревьями, плавником и кустарником. Устройство включает стенку из железобетонных балок, которые монтируются с помощью отверстий. Стенка выполнена в виде крестообразных железобетонных балок с отверстиями, монтируемых на продольной балке на расстояниях, или Т-образных железобетонных балок 4, смонтированных на продольной железобетонной балке 3 с отверстиями на расстояниях. Предлагаемое устройство позволяет осуществлять задержание плавающих деревьев, кустарников и плавника без создания подпора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ ослабления ледяного покрова водоемов // 2561216

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к технике проведения работ для предупреждения заторообразования и разрушения стационарных объектов льдинами, например, на участке реки. Способ включает производство траншеи 7 на поверхности льда 1 установленными на транспортном средстве 4 двумя дисковыми фрезами 5 с приводом, плоскости которых расположены параллельно. Ось дисковых фрез 5 расположена над поверхностью льда 1. Высота траншеи 7 меньше высоты ледяного покрова. Транспортное средство 4 выполнено с возможностью перемещения вдоль верхней поверхности льда 1. В качестве транспортного средства 4 используют сани с полозьями, расположенными параллельно плоскостям дисковых фрез 5. Техническим результатом изобретения является повышение энергоэффективности, расширение области применения, повышение безопасности работ. Облегчение и повышение компактности устройства достигается заменой габаритного и тяжелого гусеничного движителя более легким и компактным санным. Облегчается доставка устройства к месту проведения работ. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ предотвращения затопления территорий в период крупномасштабных и локальных наводнений на площади водосбора рек и система для его осуществления // 2569821

Изобретение относится к области гидрологии и гидротехнического строительства, а именно к способам воздействия на речные течения при помощи безнапорных деривационных сооружений, используемых для поддержания нормального уровня водной поверхности в водоемах, расположенных в зоне наводнений. Для предотвращения крупномасштабных наводнений в бассейне реки Амур на Дальнем Востоке предлагаются способ и система регулирования стока избыточных вод, содержащая отводной канал (1), который соединяет озеро Малое Кизи, являющееся частью озера Большое Кизи и расположенное на восточном берегу в бассейне реки Амур, с акваторией Татарского пролива. Для предотвращения локальных наводнений в бассейне реки Амур на Дальнем Востоке предлагаются способ и система регулирования стока, содержащая отводной канал (2), который соединяет протоку Перетаски, расположенную на восточном берегу в бассейне реки Амур, с заливом Айский, являющимся частью озера Большое Кизи. Отметку уровня дна каждого отводного канала (1, 2) в месте отвода избыточных вод из водоема выполняют на отметке или немного выше отметки нормального уровня поверхности воды в водоеме, соответствующего средней величине стабильного уровня, наблюдаемого на протяжении многих лет. Количество отводных каналов (1, 2) и их ширина (b) приняты из расчета максимально возможного объема избыточных вод, отводимых из водоемов, при соблюдении минимальной глубины (h min) каналов (1, 2). Изобретение позволяет предотвратить затопление территорий в период крупномасштабных и локальных наводнений, повысить эффективность систем регулирования стока воды на площади водосбора рек, снизить трудоемкость и материальные затраты при устройстве систем регулирования стока, облегчить условия эксплуатации систем, свести до минимума вред хозяйственной деятельности человека, живой природе и окружающей среде в период строительства и эксплуатации систем регулирования стока, улучшить экологическую обстановку в зоне наводнения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Противоселевое заторное сооружение // 2571350

Изобретение относится к области противоселевых сооружений, а именно к области активных воздействий на селевые потоки с целью защиты от последних населенных пунктов, промышленных и гражданских сооружений, рекреационно-спортивных объектов и т.д. Сооружение включает металлическую объемно-каркасную конструкцию, уложенную в селевом русле в произвольной форме под углом к направлению последнего. Края объемно-каркасной конструкции примыкают к обоим берегам селевого русла. Длина объемно-каркасной конструкции превышает ширину селевого русла. Противоселевое заторное сооружение содержит якорь, размещенный без крепления на берегу селевого русла, со стороны низового края объемно-каркасной конструкции. Низовой край объемно-каркасной конструкции соединен с якорем посредством гибкой связи, например канатом. Якорь может быть выполнен в виде массивного элемента из бетонных блоков, каменных глыб, поваленных деревьев или в виде удлиненного металлического объемно-каркасного элемента, уложенного вдоль берега русла. Объемно-каркасная конструкция и объемно-каркасный элемент снабжены монтажными креплениями для транспортировки их по воздуху вертолетом. Предлагаемая конструкция позволяет существенно повысить надежность работы противоселевого заторного сооружения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Селегаситель для водно-каменных потоков // 2600694

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено для повышения относительной надежности и устойчивости работы элементов селезащиты в зоне максимального воздействия селевого потока на сооружение. Селегаситель включает размещенные на защищаемом отрезке русла элементы, которые выполнены в виде наклонно расположенных по направлению селевого потока свай с подпорками, заглубленными в русло, и имеют в верхней части защищаемого отрезка русла наибольшую высоту надземной части, соответствующую высоте селевых волн. Повышенная жесткость и устойчивость конструкции элементов селезащиты дают возможность ее использования в руслах водно-каменных селевых потоков в высокогорных районах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.