Аэрация водоема зимой: Page not found – KALANI

Аэрация водоемов позволяет столичной водной фауне выжить в мороз

Большинство прудов в Москве с наступлением холодов покрывается льдом, естественный доступ кислорода в них прекращается. Чтобы рыба и водные растения не задохнулись, специалисты Мосводостока проводят аэрацию. За процессом наблюдал корреспондент “РГ”.

Как рассказали “РГ” в пресс-службе предприятия, всего на балансе находится 250 водоемов или 690 га водной глади в разных округах города. Специалисты Мосводостока следят за техническим состоянием прудов и озер, а зимой проводят аэрацию или насыщение кислородом воды. Для этого прорубают на замерзшем льду специальные лунки, сейчас прорублено 1,6 тыс. таких лунок.

– Патриаршие пруды – это искусственный водоем, можно сказать, что это ванная глубиной 1,8 метра и площадью один гектар, – рассказывает “РГ” заместитель начальника эксплуатационного гидротехнического района №1 Мосводостока. Дмитрий Куприенко. – Водоем специально не зарыбляли, но в нем водятся карпы, толстолобик, щука. Не каждый год, но наблюдаем карасей. Видимо, водоплавающие птицы заносят на лапах мальков или икринки этих рыб, и они вырастают до взрослого состояния. Это, к слову, хороший показатель нашей работы.

Перед началом сезона аэрации специальная лаборатория предприятия проводит анализы и на их основе дает рекомендации, сколько нужно подать газа и каким способом: естественным или принудительным. Так, если в воде кислорода немного не достает до нормы, можно коловоротом насверлить лунки аналогичные тем, что делают рыбаки. Через эти дырки в естественных условиях будет поступать воздух. Если стоят продолжительные морозы или толщина льда более 10 см – рекомендуют проводить ежедневную принудительную аэрацию. Для этого на льду прорубают лунку около полуметра в диаметре и ставят на нее специальный деревянный ящик, который потом вмораживают в лед. Таких ящиков на Патриаршем пруду стоит два, выкрашены они в яркий красный цвет, чтобы их проще было заметить, в том числе и фигуристам. А на этом пруду их немало даже днем, хотя на берегу стоит табличка, что выходить на лед запрещено. Сам процесс аэрации несложен. К водоему подъезжает газель с компрессором и кислородными баллонами. Бригада из двух человек открывает на льду ящик, пешней скалывают намерзший лед, осколки вынимают сачком и опускают в воду шланг. Включают кислородную установку, и через шланг газ поступает в воду. Нередко, если морозы за -20, в бурлящую воду приплывают рыбы, чтобы подышать и пощекотать в этой “жемчужной ванне” плавники. Впрочем, в этот день никто из водоплавающих не приплыл. Если на лед выходить опасно, а аэрация требуется, специалисты Мосводостока могут с берега или с технической дорожки, проложенной по периметру водоема, просверлить новые дыры и пустить кислород через них. Средний сеанс “процедуры” – 15-20 минут в каждый ящик. Одна бригада в день проводит аэрацию 15 водоемов. Контролирует эффект этой работы лаборатория, которая раз в месяц забирает пробы воды.

Как только завершается зимний период, со дна и водной глади начинают убирать мусор, а в некоторые водоемы доливают воды, ведь, в том же Патриаршем пруду нет своего родника. Еще несколько десятков водоемов ждет капитальный ремонт, но их перечень сейчас уточняется.

Кстати, если заметили на водоеме необычного цвета лед или воду, аварию на водосточных сетях, подтопление территории и другие происшествия, можно обращаться в круглосуточную диспетчерскую Мосводостока 8(495)657-87-03 или в единый центр 8(495) 777-77-77.

Различные варианты аэрации в пруду

Содержание

Для чего нужна аэрация

За последние 10-20 лет устройство прудов стало очень популярным среди широкого круга людей, при этом растет спрос на новые, безвредные для окружающей среды методы очистки прудов и поддержания здоровой экосистемы водных объектов. Перед тем, как построить пруд, имеет смысл рассчитать затраты на его устройство и обслуживание, рассмотреть способы, какими следует поддерживать здоровую среду как можно дольше. Одним из самых простых и экономичных способов сохранить в пруду здоровую экосистему – это аэрация воды.

Аэрация – это процесс добавления кислорода в воду. Поддержание необходимой концентрации кислорода растворенного в воде, этого одного из наиболее важных, если не самого важного показателя качества воды в вашем пруду, помогает разлагать остатки погибших растений и другие биогенные вещества, присутствующие в вашем пруду. Разложение донных отложений производится микроорганизмами в придонном слое воды на границе раздела двух сред: воды и почвы, а также в донных отложениях на глубине в несколько сантиметров. Это разложение может происходить в аэробных или анаэробных условиях. При аэробном разложении требуется постоянный приток кислорода. Процесс идет максимально быстро при концентрации кислорода в воде на уровне насыщения.

Скорость разложения органических веществ в анаэробных условиях (в отсутствии кислорода) медленнее, чем при аэробных условиях, а конечными продуктами являются органические вещества, типа спиртов и дурно пахнущих органических кислот (серный, навозный запах). Другими словами, в анаэробных средах разложение происходит медленнее и менее полно, чем в аэробных, где основным конечным продуктом разложения является углекислый газ. Таким образом, чем больше мы повысим эффективность разложения, добавляя в воду кислород путем аэрации, тем меньше останется питательных веществ для цветения водорослей и слишком бурного роста водных растений.

В естественных условиях кислород попадает в воду при ветре, дожде, разбрызгивании и перемешивания воды от впадающего ручья или водопада и за счет процесса фотосинтеза, происходящего в водных растениях. Поскольку много биогенных (питательных) веществ попадают в пруд извне, например, с загрязненными стоками, с пылью со строительных площадок, скошенной травой и опадающими листьями, потребность в кислороде для их разложения увеличивается. Теплая вода содержит меньше растворенного кислорода, этим и объясняется то, что летом вода в пруду быстрее “зацветает”, в ней может погибнуть рыба, а водные растения становятся вялыми.

Аэрация может помочь природе в поддержании естественной потребности в растворенном в воде кислороде и активизировать жизнь в вашем пруду. Повышение концентрации растворенного в воде кислорода при аэрации приводит к сбалансированности биологических процессов в пруду. Аэрация также активизирует перемешивание воды в областях с малой циркуляцией (в которых могут нежелательно активно разрастаться водоросли) и облегчает перемешивание воды во всем пруду. Короче говоря, аэрация помогает очищать застойные воды в прудах и улучшает качество воды.

Что влияет на концентрацию растворенного в воде кислорода

Атмосферное давление, соленость, чистота воды и биологическая потребность в кислороде – все это влияет на естественную концентрацию кислорода в воде. Количество добавляемого в воду кислорода через процесс аэрации зависит от температуры, высоты над уровнем моря и солености.

Добавление кислорода в воду пруда с помощью различных аэрационных устройств может:

• Позволить содержать в пруду больше рыбы
• Устранить или сезонные изменения в воде весной и осенью
• Предотвратить увядание растений
• Улучшить общее качество воды
• Ускорить процесс разложения органических веществ
• Уменьшить количество фосфора, который активизирует развитие растений
• Уменьшить тепловое и химическое расслоение воды
• Создать циркуляционные потоки, которые могли бы создать благоприятные условия для водорослей, конкурирующих с синие-зелеными водорослями
• Уменьшить интенсивность цветения водорослей
• За счет испарения понизить концентрацию в воде углекислого газа, который отрицательно влияет на развитие растений

Эффективность аэрации

Существует много способов добавления кислорода в воду. Большинство изготовителей оборудования проверяют свои устройства аэрации на эффективность при стандартных условиях. Одной из оценок эффективности аэрации является значение «Стандартного уровня передачи кислорода», единица измерения – килограммы (или фунты) кислорода в час. Другая оценка – «Стандартная эффективность аэрации» или СЭА. СЭА – это значение стандартного уровня передачи кислорода, поделенное на затраченную при этом мощность. Единица измерения СЭА – фунты кислорода на лошадиную силу в час.

Нереалистично выбирать устройство аэрации по уровню СЭА, поскольку невозможно учесть всех потребителей кислорода в пруду помимо рыб. Этот показатель следует рассматривать больше с целью оценки эффективности устройства аэрации. Чтобы выяснить какое устройство подходит для вашего применения больше всего, следует действовать не только по инструкциям, но также и экспериментально.

Ниже приводим анализ систем аэрации, применяемых в рыбных, парковых, сельскохозяйственных водоемах мира.

Системы аэрации

Ниже приведены самые распространенные устройства аэрации. Для каждого устройства указаны преимущества (+) и недостатки (-).

Фонтаны (уровень СЭА 1,5-2,5)

Эти устройства следует определить как устройства, которые выплескивают воду в воздух, чтобы создать эстетически приятную картину. На рынке присутствует широкий диапазон фонтанов. Некоторые предназначены больше для создания водной картины, чем для аэрации, а некоторые сочетают эстетику с аэрацией. В нашей номенклатуре представлено оборудование компании Kasco. Такие модели называются аэрационные фонтаны.

• + Могут иметь красивый внешний вид и добавлять красоту к внешнему виду пруда
• + Отмечается некоторый эффект аэрации
• + Работают достаточно хорошо в небольших, относительно мелких прудах
• + Очень хороши для удаления из воды нежелательных газов
• – Обычно высота их струй составляет не более 3 м
• – Производимая ими аэрация не очень эффективна, поскольку часть энергии используется для формирования струй красивой формы

Аэраторы / циркуляторы с приводом от ветряков (уровень СЭА не определялся, поскольку нет расхода энергии)

Ветряные установки приводят в действие или небольшой компрессор, который направляет воздух в распылитель или весло определенного типа, которое находится в воде и перемещается при наличии ветра.

• + Не требуется электроэнергия, поэтому они могут использоваться в отдаленных областях
• + Приятный внешний вид
• – Не работают при отсутствии ветра
• – Не переносные, длительное время монтажа диктует выбор места установки с первой попытки
• – Не работают, когда они необходимы больше всего – в безветренные, туманные летние дни с пасмурным небесам

Плавающие аэраторы – устройства с вертикально установленным гребным винтом (уровень СЭА 2,6-3,2)

Эти устройства состоит из плавающей платформы, двигателя, и гребного винта для разбрызгивания воды по поверхности. Такие модели присутствуют в нашей номенклатуре.

• + Идеально подходят для небольших прудов
• + Довольно приличная норма передачи кислорода
• + Имеют небольшие размеры и вес
• + Не дорогие
• – Недостаточно эффективны при перемещении воды на глубинах, более 3м

Гребное колесо (уровень СЭА 2,6-3,2)

Гребное колесо – это вал с лопатками, который вращается двигателем или механизмом отбора мощности трактора. При вращении вала лопатки разбрызгивают воду. Гребные колеса проделали долгий путь за последние 10 лет и используются в основном в рыбном хозяйстве. Ранние проекты технически несовершенны, что вызвало преждевременный износ приводных узлов. Новые проекты имеют лучшую балансировку и меньше изнашиваются.   

• + При работе может вызвать направленный поток воды
• + Самый эффективный поверхностный аппарат для аэрации 
• – Не эффективны при применении в глубоких прудах
• – Устройства обычно имеют большие габариты и трудно переносимы

Горизонтальные аспираторы (уровень СЭА 1,8-2,3)

Эти устройства включают двигатель, расположенный над водой, длинный вал, гребной винт и трубу, через которую подсасывается воздух. Положение трубы можно регулировать.

• + Направляют поток в застойные зоны
• + Возможность менять угол установки трубы делает эти устройства эффективными при перемещении воды в глубоких прудах
• – Передача кислорода не столь же хороша как у других устройств
• – Случаются частые поломки приводного вала

Помпы-аэраторы – устройства с горизонтально установленным гребным винтом (уровень СЭА 1,5-2,5)

Эти устройства работают подобно аспираторам, но при этом не подсасывают воздух. Как и в аспираторах гребной винт регулируется по направлению. В нашей номенклатуре это оборудование представлено ассортиментом компании Kasco, такие модели называются Помпы-циркуляторы воды.

• + Превосходны для того, чтобы вызывать движение воды
• + Достаточно мощные, чтобы предотвратить замерзание воды зимой и гибель обитателей от недостатка кислорода
• + Могут устанавливаться в прудах с изменяемым рельефом дна и могут перемешивать глубинные воды
• – Не столь эффективны, как другие устройства по показателю передачи кислорода

Водные каскады (уровень СЭА различный)

Этот метод аналогичен природной аэрации. Если вода подается в пруд насосом, можно устроить так, что поток будет бурлить, при этом вода обогащается кислородом от контакта с воздухом. Приобрести готовые формы для каскадов можно в нашем магазине.

• + Естественная аэрация
• + Естественный вид водной системы
• – Не столь эффективны, как механические устройства

Продувка чистым кислородом (уровень СЭА различный)

Чистый кислород обычно добавляется в пруды рыбных хозяйств с высокой концентрацией потребителей кислорода. Кислород можно добавлять от установленного на месте генератора или из баллонов.

• + Если концентрация кислорода близка к уровню насыщения, это – лучший метод, чтобы повысить концентрацию
• – Дорогой и сложный в применении метод
• – Перенасыщенность воды высвобождающимся азотом может вызвать стресс или смертность рыбы, от состояния аналогичного “кессонной болезни”

Распылители воздуха (уровень СЭА 1,0-4,0)

При этом методе аэрации обычно используется компрессор, который нагнетает воздух в малых объемах, но с большим давлением. Это позволяет распылять его на глубине. В глубоких прудах применение компрессора с комплектом распылителей может быть очень эффективным для перемещения воды и передачи кислорода. В нашем магазине вы можете купить компрессор для большого или малого пруда.

• + Самый эффективный метод аэрации глубоких прудов
• + Отсутствие в воде электроприборов
• + Не большое волнение поверхностных вод
• – Трудно переносимая конструкция
• – Не достаточно эффективен для срочного обогащения воды кислородом
• – Не эффективен при применении в неглубоких прудах

Критерии выбора системы аэрации

Мы постарались перечислить все применяемые устройства для аэрации.  Не каждый метод или устройство аэрации будет эффективно работать в вашем пруду, поскольку каждый пруд, озеро, или водоем уникальны по своим характеристикам. Для садовых прудов прудов принято использовать бытовые компрессоры с распылителями воздуха, плавающие аэраторы, фонтаны-аэраторы, системы донной аэрации. Часто эффективность аэрации зависит от географического региона. Ниже приведены несколько критериев, которые следует учесть при выборе системы аэрации.

Обслуживание – Сколько времени Вы собираетесь тратить, чтобы должным образом содержать устройство в порядке?

Безопасность – Электрический привод многих аэрационных устройств располагается в воде. Удостоверьтесь, что будут соблюдены все рекомендации по безопасности. 

Простота – Установка и использование некоторые устройств могут быть очень сложными и трудоёмкими. Вы уверены, что справитесь с этими проблемами?

Длительность подготовительного этапа – У некоторого оборудования этот этап может быть весьма длительным, что может вызвать проблемы, когда ваша рыба и пруд крайне нуждаются в аэрации.

Затраты – Некоторое оборудование может быть весьма дорого при покупке и требовать большие эксплуатационные расходы. 

Перед приобретением системы аэрации настоятельно рекомендуем проконсультироваться с нашими специалистами.

Пруд на даче на зиму: компрессор для пруда зимой, аэрация для пруда зимой, зимовка растений, зимовка рыбы.. Советы по подготовке водоема к зиме

Искусственным водоемом на участке уже никого не удивишь. Он создает благоприятный микроклимат. Жарким летним днем приятно посидеть у прохладной воды созерцая ее гладь. Но за прудом необходимо правильно ухаживать и самое главное хорошо подготовить его к зиме. О том как это воплотить в жизнь расскажем в данной статье.

Декоративный пруд

Устройство декоративных водоемов берет свое начало с древнего востока. В жарких странах знатные люди устраивали во внутренних двориках своих домов пруды с фонтанами или без них. Они дарили прохладу в полуденный зной. Сейчас устроить пруд на своем участке может абсолютно каждый.

Для этого можно воспользоваться как подручными средствами (ванна, бочка, корыто), так и приобрести уже готовую емкость. Оба варианта при должном подходе будут выглядеть весьма презентабельно.

Декоративный пруд в ландшафтном дизайне участка

Водоем на участке не только единит нас с природой, но и говорит о хорошем вкусе хозяина участка. Он может стать настоящим украшением вашего двора. Существует несколько видов обустройства искусственного водоема:

Пруд в саду. Он отлично подчеркнет ландшафт и впишется в общую картину. Для этого лучше всего устраивать пруды с размытыми (не четкими) контурами. Основным акцентом данного водоема является растительность как по его берегам, так и в самом водоеме. Сейчас в магазинах можно найти множество водных растений. Если площадь участка позволяет модно сделать глубокий пруд и заселить туда декоративные виды рыб. Если у вас маленький сад не расстраивайтесь, водоем можно сделать и небольшим. При этом он должен иметь четкие границы и форму (круг, квадрат, овал и т.д.). Его края модно выложить декоративным камнем, как бы подчеркивая границы. Можно использовать растения с четкой формой. Например, нимфеи и ирисы.

Пруд выше уровня земли. Обычно такие водоемы устраивают на небольших участках, для визуального увеличения пространства. Этот эффект достигается за счет отражения в воде неба и окружающей растительности. В таком пруду можно развести рыб и любоваться ими не нагибаясь. Еще можно устроить небольшой фонтанчик, который придаст динамики всему пейзажу.

Ручей. Является имитацией естественного водоема и устроить его можно где угодно. Они позволяют обыграть перепады уровней участка и обустроить территорию в целом.

Фонтан. Самый эффектный вид искусственного водоема. При этом можно будет регулировать наклон струй и напор воды. Конечно, такой водоем достаточно трудно обустроить самостоятельно и придется потратиться на специальное оборудование. Помимо вида водоема необходимо правильно выбрать его место и размер. Не стоит делать слишком маленькие пруды с площадью 3.5 кв.м. и меньше. Они будут сильно прогреваться на солнце, что приведет к зацветанию воды. Место тоже имеет значение. Лучше всего пруд располагать подальше от растительности (в противном случае придется очень часто его чистить). Что касается освещения, лучше всего выбирать немного затененные или какую то часть дня находящееся на солнце место. Это позволит пруду оставаться чистым, а вам сэкономит время на чистке и уходе за водоемом. За прудом необходимо хорошо ухаживать, а особенно подготовить его к холодному периоду года. О том как это сделать расскажем далее.

Подготовка пруда к зимнему хранению

Подготовка водоема к зиме дело не простое и начинается задолго до наступления холодов. Но при хорошей подготовке к зиме весной при открытии пруда вы будете приятно удивлены его отличным состоянием. Все работы можно разделить на несколько этапов:

Предварительный. Его начинают осенью, и заключается он в натягивании сетки над водоемом. Это препятствует попаданию опавшей листвы в чашу пруда и как следствие к порче воды. При наступлении первых морозиков сетку удаляют с поверхности водоема, во избежании ее примерзания. Также для этих целей отлично сгодится водный пылесос, которым можно собирать листву с поверхности и дна.

Очищение дна. Производить чистку дна необходимо не зависимо от того осушаемый у вас пруд или зимующий. Остатки растительности перегнивают в иле и выделяют газы, которые отравляют воду и растения в пруду. Поэтому вооружившись обычными граблями прочесываем дно во всех направлениях. Мусор достают и укладывают рядом с прудом для дальнейшей утилизации. Если в водоеме высажены растения при чистке их необходимо обходить стороной чтобы не повредить. С небольшими водоемами все намного проще. Как правило, их очищают после осушения, когда нет необходимости в инструменте.

Подготовка пруда. На это стадии производятся основные работы. Все растения и рыбы, населяющие пруд вынимаются. Оборудование также надо извлечь. Маленькие пруды и водоемы с пластиковой чашей лучше всего осушить. Ввиду своей малой глубины они промерзают, что может привести к разрушению. Можно их залить водой на одну треть. А при наступлении морозов сделать во льду отверстия и откачать небольшое количество воды, для образования воздушной подушки. Этот прием позволит чаше остаться чистой и неповрежденной колебаниями температур. Также необходимо продуть все трубы, ведущие к пруду и закупорить их на зиму. Последним этапом является помещение в пруд пустых пластиковых бутылок или кусков пенопласта. Они примут на себя всю нагрузку от замерзающей воды и уберегут стенки пруда от разрушения.

сохранение оборудования

Еще одним важным этапом на пути подготовке пруда к зиме является сохранение оборудования. Когда температура на улице не будет подниматься выше плюс пяти градусов цельсия необходимо произвести отключение насосов, которые нагнетают воду в водоем от фильтров. Сами фильтры необходимо осушить и накрыть, чтобы зимой в них не попадали осадки. Адсорбенты, щетки и губчатые наполнители находящиеся в фильтре необходимо промыть в слабо соленом водном растворе. Насосы, шланги и остальные комплектующие системы необходимо также обработать. Для этого используют специальные средства. Хранить зимой оборудование рекомендовано в воде (особенно насосы). Элементы освещения необходимо отсоединить от сети и убрать в кладовую или подвал. Таким образом оборудование вашего пруда будет абсолютно готово к следующему сезону.

зимовка растений

Самым ответственным этапом является подготовка водной растительности к зимовке. Все мелководные растения обрезают до уровня воды. Не устойчивые к холодам виды надо укрыть опавшей листвой и мешковиной. Некоторые из них, например ирисы, извлекают из водоема и отправляют на зимовку в прохладное и затемненное помещение. При этом грунт должен быть постоянно влажным. На зиму можно лишь оставить холодоустойчивые растения. Некоторые из них сослужат хорошую службу. Например, полые стебли тростника снабжают толщу воды кислородом, поэтому его никогда не обрезают. Причем у растений, которые останутся в воде обрезают плохие листья. После этого их перемещают к центру пруда и протапливают. Если в вашем пруду сидят нимфеи их можно закопать в яму в ближайшем естественном и непромерзающем водоеме. За растениями которые убраны на зимовку надо хорошо следить. Соблюдать температурный режим, вовремя увлажнять грунт или менять воду один раз в две недели. Так вы сможете сохранить растения и весной вернуть их на законное место.

зимовка рыб

Самым лучшим вариантом является зимовка рыбы в пруду. Но это возможно при глубине более полутора метров и при температуре у дна плюс четыре градуса по цельсию. Если соблюдение хотя бы одного из данных требований невозможно рыба зимует вне водоема. Самым первым этапом подготовки животных к зиме является изменение кормления. Начиная с осени количество корма уменьшают, отдавая предпочтение белковым вариантам. С наступлением холодов кормить рыб прекращают и она сама добывает себе пищу. В настоящее время на рынке представлено множество приспособлений для зимовки водоема. Например, аэратор обогатит воду кислородом. Также модно установить специальный обогреватель, предотвращающий замерзание воды. Если у вас нет возможно приобрести специальные приборы достаточно будет устроить полынью (лучше несколько) и следить чтобы она не затянулась льдом. Если ваш пруд населяют декоративные рыбки их надо перенести в специально подготовленный аквариум. При этом необходимо создать такие условия, чтобы рыба не впала в спячку, а весной спокойно вернулась в условия пруда. Кормить ее желательно умеренно. Соблюдая данные правила, вы сможете обеспечить рыбам из своего пруда хорошие условия зимовки.

В данной статье рассказывается об искусственных водоемах, а также об их видах. Уделяется внимание подготовке пруда к зиме. Рассказывается как можно поступить с растениями и животными, населяющими пруд. Также уделяется внимание хранению оборудования. Воспользовавшись советами статьи, вы сможете не только организовать пруд на своем участке, но и правильно подготовить его к зиме. Удачной работы.

Аэрация водоема для нормальной жизни рыбы в пруду

Аэрация водоема – это насыщения воды воздухом, то есть кислородом. Является важной и необходимой для жизнедеятельности всех обитателей водоема, в том числе и водных растений. Аэрация оказывает благоприятное воздействие на рыб и их активность, способствует установлению необходимого экологического баланса в водоеме. Также обеспечение аэрации в водоеме можно назвать выгодным вложением в его развитие.

Проводить аэрацию пруда требуется беспрерывно, на протяжении всего года. При наличии пруда и разведении в нем рыбы рекомендуется приобрести аэрационное оборудование и насыщать его кислородом. Поскольку нехватка растворенного кислорода в воде, его низкое содержание, может привести к гибели рыбы и развитию различных заболеваний в пруду. Дефицит кислорода является причиной плохого клева. Это относится как к зимнему, так и летнему сезону. Таким образом, все усилия, направленные на организацию рыбалки, не будут оправданными.

Известно о негативном воздействии на поведение рыб освещенности, силы и направления ветра, перепадов атмосферного давления. Однако при недостаточном содержании в воде растворенного кислорода можно с уверенностью сказать, что хорошего клева не будет.

Проведение аэрации в летний сезон способствует насыщению кислородом более глубоких слоев воды в водоеме. В результате начинают активизироваться процессы азотного цикла, которые благоприятно воздействуют на обитателей, населяющих водоем.

Наряду с насыщением воды кислородом при процессе аэрации происходит и перемешивание воды, находящейся в разных глубинах водоема. Холодные нижние слои воды переходят наверх и смешиваются с теплыми слоями воды. В итоге температура воды в водоеме стабилизируется, то есть приобретает одинаковое значение на разной глубине пруда.

В осенние месяцы проведение работ по аэрации водоема способствует процессу его самоочищения и своеобразной его подготовке к нормальной зимовке. Дело в том, что повышение концентрации кислорода в воде поддерживает деятельность гетеротрофных и нитрифицирующих бактерий, которые принимают участие в процессе переработки различных органических отходов в водоеме. Данные отходы, в свою очередь, преобразовываются в воду, азот и углекислый газ, которые являются безопасными для водоема и всех его обитателей.

В зимнее время аэрационные работы очищают воду от вредных газов, накапливающихся под ледяным покрытием и оказывающих серьезное отрицательное воздействие на кислородный режим водоема.

В весеннее время происходит повышение температуры воздуха и воды. Аэрация в это время способствует тому, что начинают свою деятельность особые бактерии, которые своей жизнедеятельностью способствуют значительному улучшению экологического баланса в водоеме.

Оптимальная концентрация кислорода

Существуют разные пороговые концентрации кислорода в воде для различных видов рыб. Однако не нужно на них ориентироваться, так как этот показатель является критическим и может вызывать у обитателей водоема сильнейший стресс и в дальнейшем гибель.

Снижение концентрации кислорода в воде до половины нормы приводит к замедлению роста рыбы из-за сниженного потребления пищи. 

Допустимый диапазон для окуня, судака, форели и осетра от 50 до 90%. При снижении содержания кислорода ниже этой нормы происходит заметное уменьшение активности рыбы. Есть данные, что в осеннее и зимнее время при снижении уровня кислорода до 45% форель полностью прекращает клевать. Содержание кислорода в пруду для карпа составляет 5-7 мг/л, выдерживает понижение кислорода до 3 мг/л. Характерным признаком нехватки кислорода в пруду является выход карпа на поверхность.

Учитывая все вышеописанное, хозяйствам, которые разводят рыбу и организовывают платную рыбалку, рекомендуется проводить постоянную аэрацию водоемов, повышая содержание кислорода в воде до 90 или 100% ( зимой это 12-13 мг/л, а летом – 6-8 мг/л).

Типы аэраторов

Для обогащения воды в водоемах кислородом существуют специальные устройства – аэраторы. Классификация Ф. Уитона разделяет все аэраторы на четыре основных типа:

• поверхностные;
• гравитационные;
• турбинные;
• диффузионные.

Существуют также аэраторы, которые сочетают в себе признаки разных вышеперечисленных типов.

Кроме того, есть аэраторы эжекторные, распылительные, U-образные. Выбор аэратора для насыщения воды кислородом и расчет эффективности его работы является сложным процессом. Для этого производятся специальные расчеты. Известно, что эффективность работы любого аэратора зависит от степени насыщения кислородом воды в водоеме. К примеру, при достижении насыщения воды кислородом до 70% эффективность работы аэраторов далее быстро снижается.

Что касается энергетических затрат на процесс аэрации, то по Ф. Уитону для введения в воду одного килограмма кислорода нужно потратить до 103 кВт/час.

Есть несколько вариантов того, как можно определить количество необходимых устройств для проведения аэрации в водоеме, а также их мощность.

Рассмотрим один из вариантов:

1. Необходимо определить количество кислорода, требуемого для конкретной водной экосистемы. Для этого высчитывают количество кислорода, потребляемого грунтом, водными растениями и рыбой, а также биохимическое потребление кислорода водой.

Для этих целей проводятся специальные натурные и лабораторные исследования. Данный расчет является одним из самых сложных и ответственных. На основе полученных результатов исследований определяется общая потребность водоема в кислороде, от которой напрямую зависит выбор устройства для проведения аэрации.

2. Далее нужно определить Кla – это суммарный коэффициент перехода кислорода. Здесь вносится поправка на температуру и применяется следующее уравнение: (Кla)т= (Кla)20 С(т-20) , где Кla – обозначает скорость переноса кислорода при температуре т;( Кla ) 20 – это скорость переноса кислорода при температуре 20⁰С; а С – является константой, равной 1,0102.

3. Определяется значение Кla для чистой и воды, находящейся в водоеме, в одинаковых условиях.

4. Предполагается будущий градиент содержания кислорода при работе устройства для аэрации.

5. Устанавливается скорость, с которой кислород за один час переходит в воду: ПК = Кla (Cs-C) V 106. Здесь Кla – является суммарным коэффициентом перехода кислорода, ч-1; Cs – обозначает насыщение воды в водоеме кислородом в данных условиях, мг/л, С – означает концентрацию в воде кислорода во время работы устройства для аэрации, мг/л; V– это объем воды, подвергающейся аэрации, л.

6. Показатель общего потребления мощности устройства для аэрации. Для этого потребность в кислороде делится на скорость насыщения воды О2 за один кВт в час, характерную для конкретного типа аэратора.

7. Дальше, с помощью ранее полученных показателей, определяется требуемое количество аэраторов для насыщения кислородом воды в водоеме. Для этого общая потребляемая мощность делится на мощность конкретного типа аэратора.

8. Определяются места размещения аэраторов в водоеме так, чтобы они были расположены равномерно по всей площади.

Что такое аэрация пруда и для чего она нужна

Если водоем чистый на первый взгляд, это вовсе не значит, что он точно пригоден для жизни рыб и других водных обитателей. Так как может оказаться, что рыбам в этой воде нечем дышать. Причина в разложении водорослей, сухой листвы и прочих биологических компонентов, которые выделяют в воду углекислый газ. Рыба задохнется в таком водоеме и погибнет.

В этом случае ситуацию спасет только аэрация. Что это такое, и как проводится процедура, поговорим в статье.

Что такое аэрация?

Аэрация водоема – это обогащение воды кислородом, который требуется для нормального течения биологических процессов в воде. Кислород нужен не только для дыхания водных жителей, но и для разложения органики.Аэрация требуется круглогодично, но особенно актуален вопрос в зимнее время года.

Без процедуры не обойтись, прежде всего, глубоким водоемам, где есть впадины. В этих местах застаивается воды, из-за отсутствия циркуляции она затягивается илом. Здесь не может жить рыба, она просто гибнет, не могут расти водоросли. Если начинается гибель рыбы, то начнется и другой процесс – ее разложение, в этом случае будут страдать другие подводные жители. В этой обстановке они могут перестать давать потомство и расти, что в итоге станет причиной гибели всего живого. Запущенный водоем без аэрации станет безжизненным болотом всего через несколько лет.

Цели аэрации

Аэрация нужна для того, чтобы:

• разводить рыбу в водоеме;
• обеспечить комфортные условия растениям в пруду;
• обеспечить прозрачность и чистоту воды;
• сохранить воду от расслоения;
• сократить содержание углекислого газа и фосфора в воде;
• наладить естественные биологические процессы.

Аэрация позволяет сохранить красоту водоема и сделать комфортной жизнь его обитателей. Нормальная циркуляция воздуха в воде позволит избежать процессов гниения.

Виды аэрации

Аэрация бывает нескольких видов:

• безнапорная. Она проводится в открытых водоемах, не требует специального оборудования, отличается дешевизной;
• напорная. Проходит с использованием компрессора, глубинного насоса и шлангов;
• инжекторная. Достаточно редкий способ. Вода сначала нагревается и только потом смешивается с воздухом.

Виды аэраторов

Аэраторы были изобретены еще давно и не меняются в течение нескольких десятилетий. Выделяют следующие виды устройств:

• лопастные. Устройство просто в конструкционном плане. Оно состоит из мотора и лопастей, которые двигаются после запуска двигателя и позволяют прибору перемещаться. Аэратор насыщает воду воздухом за счет движения. Вместо такого устройства можно использовать фонтан или водопад;
• донные. Прибор опускается на дно, перемещается там, тем самым воздух попадает в глубокие слои. Движение провоцируется компрессором, расположенным на берегу. Такой способ доставляет воздух не только в саму воду, но и в песок;
• потокообразователи. Это отдельный вид аэратора, который используется для больших водоемов с неравномерной структурой дна. Такой прибор почистит все зоны застоя;
• импеллерные. Используются для поверхностной аэрации, процесс запускается путем вращения импеллера, брызги воды насыщаются кислородом. Для глубоких водоемов не подходят;
• фонтанные. Кроме насыщения воды кислорода создают дополнительно красивую картинку. Для глубоких водоемов не подходят;
• пропеллерные. Создают поток воды на глубине. Высокая эффективность на любой глубине;
• эрлифты. Перемешивают слои воды, помогают сделать не только аэрацию, но и дегазацию.

Как проходит аэрация

Процедура достаточно сложная и проводится специалистами. Только они могут провести точный анализ и подобрать оборудование и метод проведения.

После выбора аэратора начинается сама процедура. Начинается она с того, что шланги опускаются в воду, а компрессор остается на берегу.

Если аэрация проводится зимой, то без погружного оборудования не обойтись, именно оно равномерно распределяет кислород подо льдом. Воздух проводится через всю водную поверхность, именно он не дает разрастись ледяной корке. Но иногда лед все равно успевает образоваться, но даже в этом случае кислород поможет пережить рыбам зиму.

Компрессор для пруда зимой

Начнем с того – нужен ли компрессор для пруда зимой? Такое оборудование устанавливается только в том случае, если в водоеме есть рыба.

Чтобы пережить холода рыба должна дышать и если пруд полностью покроется льдом, то она погибнет. Многие спрашивают – зачем покупать зимний аэратор для пруда, если можно поставить обогреватель, который создаст лунку… Одна только лунка подводных обитателей не спасет, ведь диффузия кислорода с поверхности в воду будет минимальной. За счет компрессора эта проблема решается, более того, отличным вариантом будет работа аэрационного оборудования совместно с обогревающим. Многим прудовых рыбам требуется теплая вода, которая может понизится ниже критического уровня при наших то зимах. Одна работа обогревателя не спасет всё население водоема, так как тепло не распространится во все уголки, а именно там рыбы и проводят зимний анабиоз. Аэратор помимо распространения кислорода будет переносить тепло и подводные обитатели смогут пережить сильный мороз.

Аэратор для пруда зимой – какой выбрать?

Существует несколько разновидностей прудовых аэраторов, а именно:

• поршневые,
• мембранные,
• вихревые.

Лучший компрессор для пруда зимой будет относиться к поршневому типу. Данное оборудование способно выдерживать температуру до -40°С, поэтому можно не переживать, что они “накроются” при сильных заморозках. Стоит отметить, что поршневые модели используют для глубоких водоемов и малых по площади. Если размеры будут обратные, т.е. – большая площадь и малая глубина, данный тип оборудования не рекомендуем к использованию.

Если рассматривать мембранные аэраторы, то здесь ситуация обратная – буквально при небольшом минусе мембрана замерзнет, и оборудование перестанет работать. Безусловно, у данных моделей есть свои преимущества, но вот для зимы они не подходят.

Аэрацию пруда зимой допустимо делать вихревым компрессором, однако нужно учесть, что данный тип оборудования имеет ограничения по температуре -15°С. Более того, такие аэраторы предназначены для насыщения кислорода не глубоких водоемов, но больших по площади. Проблема с ограничением по температуре решается путем установки защитного кожуха с утеплителем для аэратора. Также можно надеется, что морозы не превысят -15°С, а если и превысят, то оборудование “выживет”. Лучше, конечно, не рисковать, так как вихревой тип компрессоров не дешевый и соорудить каркас выйдет гораздо дешевле, чем потом покупать новое оборудование.

Подводя итоги можно сказать – какой аэратор для пруда зимой подойдет лучше всего:

Аэрация пруда зимой – сколько должен работать компрессор?

Работа прудового компрессора при минусовой температуре воздуха должна быть постоянной, так как вода замерзнет и рыбки не выживут. Можно для экономии конечно установить таймер, чтобы он включал/выключал оборудование с интервалом в 1 час, т.е. – 1 час работает, 1 час не работает и т.д. Честно сказать, такой вариант не рекомендуется использовать, так как аэратор быстрей выйдет из строя и вся экономия закончится большими расходами.

Летняя и зимняя аэрация, объяснение

Нет сомнений в том, что аэрация – одно из лучших средств в арсенале управляющих прудом. Если все сделано правильно, аэрация пруда улучшает качество воды, борется с вредными водорослями, снижает органические отложения и защищает рыбу от кислородного истощения. Однако при неправильном использовании аэрация может быть неэффективной или даже вредной, особенно для рыб.

Зимняя и летняя аэрация очень важны и полезны, но они используются для разных целей.Летом аэрация используется по всем вышеперечисленным причинам, и большинство из них связано с повышением активности полезных микроорганизмов за счет повышения уровня кислорода. Зимой почти все эти организмы находятся в спящем состоянии, поэтому основная причина аэрации – это выживание рыб.

Из-за явления, называемого термической стратификацией, летом теплая вода находится сверху, а холодная – снизу. Зимой все наоборот, поэтому лед образуется не на дне пруда, а на его поверхности.Причина этого в том, что вода наиболее плотная при температуре около 39 ° F. Когда вода остывает осенью до этой температуры, поверхностная вода опускается на дно, а нижняя вода поднимается вверх. Это естественный естественный процесс аэрации, называемый осенним оборотом. То же самое происходит весной, но наоборот, когда лед тает и поверхностная вода нагревается до 39 ° F, отсюда и весенний оборот.

Период между оборотами – это период, когда вода расслаивается и вызывает так называемый термоклин, разделяющий слои воды с разной температурой.Этот термоклин может быть очень резким и выраженным. Вы когда-нибудь прыгали в озеро летом, где наверху было тепло, но на глубине 8 футов вы попадали в леденящую кровь воду? Вы прошли через термоклин! Проблема, вызванная этим летом, заключается в том, что в большинстве водоемов в нижнем слое заканчивается кислород. Когда вы аэрируете, вы поднимаете нижнюю воду на поверхность, чтобы она подвергалась воздействию воздуха, и отправляете поверхностную воду, содержащую кислород, на дно, где она отчаянно нужна. Подача кислорода на дно пруда – вот что создает все полезные аспекты летней аэрации.

Зимой ситуация совсем другая. «Теплая» вода находится на дне, и именно здесь вы хотите ее оставить. Когда вы интенсивно аэрируете зимой, вы отправляете относительно теплую придонную воду на поверхность, а ледяную поверхностную воду на дно. В некоторых ситуациях это может убить рыбу. Кроме того, зимой не наблюдается особой биологической активности, поэтому уровень аэрации, необходимый для поддержания жизни в пруду, намного ниже.

Как правило, летом рекомендуется проводить тщательную вентиляцию, при этом воздухораспределитель (и) обычно находится в самом глубоком месте (ах).Однако зимой вам следует ограничить аэрацию более мелкими участками в стороне от пруда, чтобы предотвратить чрезмерное охлаждение воды. Обычно при зимнем размещении диффузора мы стремимся к 50% максимальной глубины. В системах с несколькими диффузорами мы обычно отключаем самый глубокий диффузор и запускаем самый мелкий.

Из каждого правила есть исключения, поэтому всегда полезно поговорить с экспертом, прежде чем вносить большие изменения. Кроме того, «если не сломалось, не чини» – довольно хороший девиз для жизни в мире прудов, так что подумайте дважды, прежде чем возиться с системой, которая хорошо зарекомендовала себя.Последнее слово предостережения заключается в том, что зимняя аэрация может вызывать и действительно приводит к образованию тонкого льда в некоторых местах, который может быть чрезвычайно опасным для людей и животных, которые выходят на лед. И вам всегда лучше потерять рыбу, чем животное или человека. Однако, перемещая аэратор на более мелкую воду и в сторону зимой, вы уменьшаете площадь опасного льда и перемещаете его на более мелкую воду, где кто-то потенциально может коснуться дна и выбраться наружу. Кстати, многие люди, которые используют свой пруд зимой, устанавливают снежные ограждения вокруг опасного льда, чтобы предотвратить такие ситуации.

Наконец, решая, какой вид аэрации использовать, важно понимать, что летняя система аэрации может быть модифицирована для использования зимой, но средняя зимняя система аэрации не может эффективно использоваться летом, за исключением небольших неглубоких водоемов. . Поскольку зимняя аэрация ограничивается мелководьем, вы можете использовать компрессор с гораздо меньшей мощностью для генерации воздуха. Это экономит ваши деньги как на начальных расходах, так и на эксплуатационных расходах. Фактически, если вы отключите летнюю систему аэрации и включите зимний аэратор, одна только зимняя экономия электроэнергии может иногда окупить зимний аэратор.

Если вы заинтересованы в аэрации вашего пруда летом и / или зимой, или если у вас есть система, которую вы хотите изменить, мы будем более чем рады дать вам рекомендации. Свяжитесь с нами для получения совета или посетите следующие страницы нашего веб-сайта для получения дополнительной информации.

5 причин начать аэрацию пруда осенью

5 причин начать аэрацию пруда или озера осенью

Опубликовано 7 октября, 2020

Не все задумываются о пользе осенней аэрации прудов и озер.Но здоровые водоемы нуждаются в достаточном количестве кислорода и циркуляции в течение всего года. Установка системы аэрации пруда сейчас может помочь предотвратить возникновение общих проблем с качеством воды в ближайшие зимние и весенние месяцы. 5 основных причин для внедрения системы донной аэрации Vertex в вашем озере или пруду в этом осеннем сезоне:

1. Предотвратить загрязнение питательными веществами

   Листья на деревьях осенью становятся красивыми, но они часто заполняют наши озера и пруды, когда опадают.По мере разложения органических материалов они создают нежелательную грязь и отложения, состоящие из избыточных питательных веществ. В свою очередь, этот процесс способствует развитию плохого качества воды, неприятных запахов и цветения водорослей, некоторые из которых могут содержать токсины. Подача кислорода с помощью аэраторов с нижней диффузией может помочь предотвратить эти условия. Растворенный кислород помогает создать сбалансированные условия качества воды, которые с меньшей вероятностью вызывают появление вредных водорослей и другие проблемы. При постоянном использовании аэрация может помочь поддерживать сбалансированное качество воды круглый год.

2. Помогите предотвратить гибель рыбы зимой

   По мере того, как дни становятся короче, водоросли и растения, которые полагаются на фотосинтез, начинают вырабатывать меньше кислорода. А когда озеро или пруд замерзают, солнечный свет и диффузия кислорода из воздуха наверху прекращаются. Это создает «слои» с различными температурами и концентрациями растворенного кислорода. Рыбе для выживания требуется растворенный кислород, и по мере снижения этого уровня вероятность гибели рыбы возрастает. Системы аэрации помогают циркулировать насыщенную кислородом воду, уменьшают количество слоев, лишенных кислорода, и предотвращают образование льда, сводя к минимуму риск гибели рыбы зимой.Правильное размещение этих систем имеет решающее значение, поэтому важно проконсультироваться со специалистом по управлению озерами и прудами.

3. Держите лед открытым для водоплавающих птиц и других диких животных

   Когда аэрация нарушает образование льда, это дает больше открытой воды для привлечения водоплавающих птиц и других диких животных, разрушая иногда мрачную зиму и возвращая моменты жизни в сезон. Эти открытые участки воды также служат выходом для выбросов токсичных газов из бескислородных отложений внизу, которые в противном случае оказались бы в ловушке подо льдом.Хотя это важно для всех озер и прудов, мелкие пруды часто приносят наибольшую пользу.

4. Защита доков от ледяных повреждений

   Когда температура становится достаточно низкой, чтобы замерзнуть озера и пруды, доки и лодки сталкиваются с реальной возможностью серьезного повреждения льда. Лед может перемещаться в течение сезона, в результате чего:

   • Дорогой урон от расширения: Лед сгущается, расширяясь наружу. Это может привести к повреждению док-станции из-за того, что между соседними сваями будет оказано большое давление, в результате чего они будут еще дальше друг от друга.
   • Ущерб, нанесенный домкратом / подъемом: Когда уровень воды подо льдом колеблется, он толкает лед, прикрепленный к лодке или стыковке, вверх. Это движение вверх может ослабить или полностью удалить даже самые глубокие сваи.

5. Поддержание сбалансированного качества воды в более теплом климате

   Не все регионы подвержены отрицательным температурам осенью и зимой. В более теплом климате часто бывает более сухая погода, что приводит к испарению и концентрации питательных веществ в толще воды.Введение кислорода и циркуляции поможет сохранить баланс качества воды.

У каждого пруда индивидуальные потребности. Специалисты по управлению озерами и прудами могут помочь вам выбрать лучшее решение по аэрации для вашего конкретного водоема.

Провести аэрацию до наступления зимы

Vertex Aquatic Solutions, основанная в 1977 году, является выбором профессионалов для оказания научно-исследовательских консультационных услуг, систем аэрации, плавучих фонтанов, пузырьковых штор и биологических продуктов для улучшения качества воды в озерах, прудах, каналах, пристанях для яхт и водохранилищах.Как уважаемые лидеры в сфере управления озерами, команда водных биологов, лимнологов, ученых и инженеров-рыболовов Vertex работает вместе над созданием научно обоснованных и экологически безопасных решений сложных проблем с водными объектами. Наши продукты и услуги предоставляются через международную сеть квалифицированных и опытных специалистов по водным объектам, которые предоставляют клиентам местную поддержку, услуги и опыт управления водоемами.

← Вернуться в блог

Вопросы и ответы – Размещение аэрации пруда зимой – POND Trade Magazine

Вопрос

Мне сказали, что зимой вы НЕ хотите, чтобы воздуховод доходил до дна пруда, так как он может сильно охладить воду.Мне сказали, что половина пути. Правда?

Майк

Ответ

Привет,

Есть много дезинформации об этом аспекте аэрации пруда зимой. Большая часть этой информации основана на том, что, по мнению людей, следует делать. Затем он самовоспроизводится, потому что «имеет смысл» для незнания. Идея включается в основную литературу, не задумываясь. Эта концепция может быть верной для очень больших прудов, но не для садов на заднем дворе и прудов с карпами кои.

Я провел несколько экспериментов по размещению точки аэрации в пруду. Температура воды на дне пруда была одинаковой, независимо от того, где я размещаю точку аэрации, пока она находится в центре пруда. Это происходит по очень простой причине: вода, которая аэрируется из середины столба (на полпути вниз в воду), создает струю воды, поднимающуюся из этой точки. Эта вода поднимается наверх, затем циркулирует по сторонам пруда, а затем – до ДНА.В наших относительно небольших водоемах любая циркуляция в конечном итоге приводит к циркуляции всего пруда, если у вас нет мертвых зон (их будут создавать заливы, бухты и тому подобное). Я ХОЧУ, чтобы весь пруд циркулировал – я не хочу никаких мертвых зон.

Насчет «сверхохлаждения» воды: вода все равно очень холодная. В моих экспериментах температура воды на дне пруда 5,5 футов в типичном аэрируемом пруду с карпами кои на Среднем Западе будет достигать 32,1 ° F в середине зимы без

ЛЮБАЯ потеря рыбы.Я потерял рыбу из-за того, что своевременно не добавил аэрацию. В этом случае я начал аэрацию только после того, как образовался слой льда. 20 лет назад я научился запускать аэрацию, как только вода начинает остывать. Если на то пошло, у меня теперь есть аэрация круглый год. Это в дополнение к моим насосам для водопада / ручья. Я должен сказать, что эти насосы водопада / ручья отключаются, когда происходит сильное замерзание. Я делаю это, потому что это слишком рискованно. Я не хочу, чтобы поток обледенел и переливался по бокам.Это может произойти после отключения электроэнергии, когда все замерзает или кусок льда вырывается в потоке и создает ледяную плотину.
Я сказал, что хочу убедиться, что аэрация начнется, как только вода начнет остывать. Если вы начнете интенсивную аэрацию после того, как лед уже сформировался, вы можете сильно охладить пруд. Температура может упасть с довольно приятных 39 ° F до 32 ° F за несколько минут. Это чистая догадка с моей стороны, потому что я не хочу этого делать и подвергать опасности свою рыбу или рыбу моих клиентов.

Мне нравится думать о наших прудах по-разному. Во-первых, неаэрированный водоем глубиной 3 фута, покрытый слоем льда толщиной в фут – как вы думаете, какая температура у воды на дне? Помните, что лед находится всего в 2 футах от дна. Вы держите пари, что это так близко к температуре льда (32 ° F), что вы не заметите разницы. Помните, что это без аэрации. Я видел 2 фута глубиной 1000 галлонов. вентилируемые пруды с 18 льдом, за исключением тех, где есть аэрация, и золотая рыбка ситца шубункин выживает в отличной форме.

Я бы не хотел, чтобы кои были в такой ситуации только потому, что им негде плавать.

Во-вторых, ручьи Среднего Запада зимой покрыты тяжелым льдом, за исключением мест, где течет быстро текущая вода, и тогда вода подвергается воздействию воздуха. Температура воды в ручье одинакова по всей толщине воды. Все наши рыбы очень хорошо выживают в этих условиях, даже карп. Все мы знаем, где были созданы кои. Несмотря на то, что кои – дальний родственник карпа, я утверждаю, что они такие же выносливые.

Пожалуйста, обратитесь к статье, которую я написал для * POND Trade Magazine *, чтобы получить более подробную информацию – * Зимующие кои под толстым льдом * сентябрь / октябрь 2009 г. (http://bit.ly/co7sRY)

Я работаю над дополнительной информацией о зимующих рыбах в условиях сильного обледенения. Пожалуйста, не переключайтесь.

В общем – разместите точку аэрации на дне пруда, в центре.

Джейми Бейер
Waterscapes Midwest
Boone, IA
[email protected]

Потребность в кислороде в озерах, покрытых льдом, в связи с зимней аэрацией

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЛЕДЯНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ВОДНЫХ ТЕЛАХ Силезской возвышенности В УСЛОВИЯХ АНТРОПОДАВЛЕНИЯ (кандидатская диссертация) Целью исследования было определение характеристик и условий возникновения ледовых явлений в водоемах Силезской возвышенности, а также определение роли антроподавления в их формировании (течение).Исследования включали 39 водоемов, разнообразных по своему происхождению, расположению, морфометрическим и гидрологическим характеристикам, качеству удерживаемых вод и влиянию антропогенного давления. Исследования проводились в 2010, 2011 и 2012 гидрологических годах. Исследования включали множество аспектов. Эти исследования включали: батиметрические планы 33 из 39 тестовых объектов, измерения выбранных параметров качества воды, удерживаемой в бассейнах (температура, оксигенация, концентрация кислорода, электропроводность, реакция поверхностных вод и концентрации α-хлорофилла), исследования температуры воды, насыщения кислородом и концентрации кислорода на профилях, расположенных над так называемой самой глубокой точкой, непрерывный мониторинг термальных вод бассейна, содержащего термически загрязненную воду, и измерения пространственной дифференциации поверхности были проведены измерения температуры воды в этом водоеме, исследования также включали измерения и наблюдения за толщиной ледяного покрова, типом льда и формой ледяного покрова, измерения пространственной дифференциации толщины льда, взятие образцов ледяного покрова, что позволило определить структуру льда. точная регистрация теплового режима ледяного покрова на разных глубинах, определение степени образования ледяного покрова водоемов по данным телеобнаружения и анализ хода степени образования ледяного покрова тела Козлова Гора в многолетний период 1964–2012 гг.Данные о суточных изменениях толщины ледяного покрова, полученные путем измерений и интерполяций, сопоставленные с суточными данными о температуре воздуха, полученными с метеорологической станции факультета наук о Земле Силезского университета в Сосновце, послужили основой для определения взаимосвязи между этими двумя значениями. переменные. С помощью коэффициента корреляции изучалось влияние морфометрических характеристик рассматриваемых водных объектов, таких как: площадь бассейна (A), его максимальная высота (Hmax) и средняя глубина (H av), объем удерживаемой в настоящее время воды (V ) и индикатор воздействия (Ie) в: начале ледовых явлений (IPB), окончании ледовых явлений (IPE), количестве дней с ледовыми явлениями (IPN), начале появления сплошного льда. покрытие (FCB), конец наступления полного ледяного покрова (FCE) и количество дней с ледяным покровом в конкретном сезоне исследований.Кластерный анализ использовался для проверки того, составляют ли выбранные для исследований объекты однородную группу с точки зрения теплового режима и возникновения ледовых явлений. Для анализа использовались восемь параметров, характеризующих ледовый режим и термический режим рассматриваемых водоемов в течение трех периодов формирования ледяного покрова. Это были: максимальный суточный прирост льда (MDII), минимальная температура воды (Tmin), максимальная температура воды (Tmax), средняя температура воды (Tmean.), максимальная толщина льда (MIT), средняя толщина льда (MIT), количество дней с ледовыми явлениями (IPN) и количество дней с ледяным покровом (ICN). Два кластера: S1 и S2 были приняты априори на основе указанных выше переменных. Были исследованы 39 водоемов Силезской возвышенности, включающие множество аспектов специфики возникновения ледовых явлений, которые позволили сформулировать ряд выводов, соответствующих целям, определенным во вводной части и подтверждающих основную гипотезу.На основании рассчитанных коэффициентов корреляции суточных изменений температуры воздуха с суточными изменениями толщины льда можно констатировать, что для 36 из 39 водоемов они были значительными (от умеренных до сильных), что может свидетельствовать об их естественном характере. или квазиестественный ледовый режим. Ход ледовых явлений в этой группе водоемов варьировался, в основном, из-за факторов окружающей среды, которые могут включать, например, гидрологический тип акватории, его расположение и морфометрические параметры.Такие зависимости отсутствовали (водоем Под Борем) или были очень слабыми (например, Сомерек, Сосница-Макошовы) и статистически незначимыми только в случае разработки водоемов, отягощенных термальными загрязнителями. Значения коэффициентов корреляции среднесуточной температуры воздуха с изменением толщины льда были диверсифицированы в отдельные сезоны, что в основном было связано с различиями толщины снега, накопившегося на льду. Наиболее слабая реакция толщины льда на изменение температуры воздуха была обнаружена в первом сезоне исследований, когда снежный покров был наиболее толстым и сохранялся дольше всего.Это подтверждает важную роль снега в защите ледяного покрова от атмосферных условий. Анализ взаимосвязей между морфометрическими характеристиками водоемов и течением ледовых явлений показал, что существуют важные и статистически значимые взаимосвязи между бассейнами водохранилищ и началом образования ледяного покрова. Среднюю глубину и емкость резервуара следует включить в важнейшую морфометрическую характеристику, приводящую к возникновению ледовых явлений.Чем они были крупнее, тем позже в акватории появился ледяной покров озера и ледяной покров. Однако морфометрические параметры водоемов не оказали влияния на таяние льда в водоемах, поскольку скорость его таяния зависела только от внешних факторов, в том числе от интенсивности приходящей на лед солнечной радиации и хода температуры воздуха. Проведение многомерного кластерного анализа методом k-средних по восьми параметрам, касающимся ледовых явлений и теплового режима водных объектов, позволило выделить две подгруппы в рассматриваемом наборе.В первый кластер вошли горнодобывающие водоемы: Под Борем, Сомерек и Сосница-Макошовы, а другие водные объекты принадлежали другому кластеру. Обе группы неизмеримо различаются по характеристикам, интегрированным в статистический анализ. Первую группу составили водоемы, характеризующиеся водной антропометрией и очень слабым развитием ледовых явлений, остальные водные районы были сосредоточены во второй группе, образование ледяного покрова и тепловые условия воды в которых зависят в основном от природных условий окружающей среды. , при незначительном влиянии деятельности человека.В большинстве рассматриваемых водоемов наблюдались все фазы формирования ледяного покрова: припай, частичный, неполный и полный ледяной покров, а также наличие поплавков и наледей в прибрежной зоне. Количество дней с ледовыми явлениями в отдельные зимние периоды было разнообразным и составило в среднем 91, 100 и 85 в первый, второй и третий зимний период соответственно. Толщина льда характеризовалась аналогичной дифференциацией. Средняя максимальная толщина льда составила: 23,0 см, 19,2 см и 31,0 см, при средних значениях на уровне 13,4 см, 13,1 см и 12,3 см в первой, второй и третий зимний период соответственно.Дифференциация продолжительности ледовых явлений и толщины льда в основном объясняется изменением атмосферных условий в отдельные сезоны исследования. Из исследований вертикальной структуры ледяного покрова водоемов следует, что характерные слои, образовавшиеся на разных стадиях ледообразования (стратиграфия льда), могут быть дифференцированы по их структуре. Сначала образуется так называемый первичный лед, и этот лед в зависимости от условий, в которых он образуется, характеризуется горизонтальной (кристаллический лед, образующийся в безветренную погоду) или беспорядочной кристаллической упаковкой (мутный лед, образующийся в условиях интенсивных ветровых переворотов). или снегопады при морозе).Столбик кристаллического льда, характеризующийся вертикальной крупной кристаллической упаковкой, прилипает к первичному льду снизу. Наложенный лед, также называемый снежным льдом, образуется последним. Из исследований пространственной диверсификации толщины ледяного покрова, проведенных для 30 водоемов, следует, что различия в толщине льда в пределах отдельных водоемов зимой увеличиваются. Основным фактором увеличения дифференциации толщины ледяного покрова является неравномерное промерзание снежного льда (наложенного) на отдельных участках водоемов.Второстепенное и местное значение имеет циркуляция воды и тепловыделение из наносов. Из расчетов кубатуры льда следует, что ледяные покровы составляют от 3,7% до 70,0% текущей емкости акваторий, что в основном обусловлено их морфометрическими характеристиками. Регистрация температуры льда в течение двух сезонов исследований показала, что снег, накапливающийся на ледяном покрове, сыграл ключевую роль в формировании его теплового режима, что привело к динамике суточного увеличения его толщины.Снег, лежащий на ледяном покрове, эффективно изолирует его от влияния атмосферных условий, в результате чего толщина льда со дна замедляется, даже при отрицательных температурах. Длительные периоды пребывания ледяного покрова на водоемах существенно влияют на условия, существующие подо льдом. Образование ледяного покрова изолирует водоем от атмосферы, что препятствует значительному остыванию воды. В сезоны, когда ледяной покров образуется очень быстро, водоемы имели гораздо более высокую температуру, чем зимой, когда формированию ледяного покрова предшествовало многократное перемешивание озерных вод с температурой, колеблющейся 0 ° C.Образование ледяного покрова в акваториях влияет на экологические условия водоемов зимой, способствуя значительному снижению концентрации кислорода. Ледяной покров, адекватно лежащий на нем снег, приводит к подавлению солнечной радиации в водах озера и ограничению процесса фотосинтеза в водоемах, что вместе с потреблением кислорода в химических и биохимических изменениях приводит к уменьшению количества растворенный в воде кислород, включая гипоксию.В течение долгих морозных и снежных зим, когда ледяной покров составлял не менее нескольких десятков дней, в небольших мелководных водоемах снижение концентрации кислорода было достаточно большим, чтобы вызвать массовую гибель рыбы (так называемая зимняя гибель рыбы). Ледяной покров, лежащий на крупнейших водоемах Силезской возвышенности (например, Дзержно Дуже, Кузница Варенжинская, Козлова Гура, Погория III), играет важную морфогенетическую роль, трансформируя прибрежные зоны в результате термического и механического давления. Термические изменения объема льда, приводящие к изменению его объема и выталкиванию ледяного покрова на берег, и образование бугристого льда небольших размеров в ветреные периоды вызвали дестабилизацию береговой зоны, в том числе элементов инфраструктуры.Рекреационное использование водоемов также в зимний период характерно для Силезского нагорья. Ледяные покровы рассматриваемых водных регионов в основном использовались в рекреационных целях (подледная рыбалка, беговые лыжи, катание на коньках, кайтсерфинг, ледовый серфинг, подледный дайвинг) в меньшей степени в хозяйственных целях (ловля планктонных организмов). Аэрофотоснимки и спутниковые снимки могут быть полезным источником данных, благодаря которым можно определять пространственное определение скорости замерзания и абляции больших водоемов, для которых наблюдения с берега не охватывают всю площадь акватории. .С помощью продуктов телеобнаружения можно провести подробный анализ трещин и расселин, образовавшихся в ледяном покрове, и местоположения мест, в которых ежегодно образуются болота (например, на водоемах Жаби Долы, Лка). Анализ данных о временном изменении ледяного покрова водоема Козлова Гура показал, что в период 1964–2012 гг. – реакция на повышение температуры воздуха на 1,3 ° C в зимнее полугодие – наблюдалась незначительное уменьшение максимальной (около 8,2 см) и средней толщины льда (около 5,6 см) и количества дней с ледяным покровом (около 36 дней).Эти тенденции могут быть одним из признаков происходящих сегодня изменений климата.

Глава 6: Качество воды

6.1 Введение

Текущая вода, хранящаяся в водохранилище, претерпевает различные физические и химические преобразования, которые могут изменить качество среды обитания рыб в водохранилище и в реке ниже по течению. Степень преобразований зависит от времени удержания воды в водохранилище, которое контролируется емкостью водохранилища в зависимости от размера водосбора и количества осадков.Вода в небольших и неглубоких судоходных водохранилищах в большой реке, как правило, практически не трансформируется из-за короткого времени удержания; и наоборот, вода, хранящаяся в течение многих месяцев или даже лет за глубоким водохранилищем в небольшом притоке, может претерпеть серьезные преобразования, которые могут повлиять на большую часть жизни в водохранилище и в реке ниже плотины.

Ухудшение качества воды в водохранилищах может сильно различаться. Часто наибольшее внимание уделяется растворенным газам и температуре. Растворенный кислород необходим для поддержания водных организмов, а температура регулирует скорость роста биотических организмов.И температура, и растворенные газы управляют другими физическими характеристиками воды, а также химическими реакциями и определяют биотическое, а точнее, рыбное скопление, которое развивается в водохранилище. Обогащение питательными веществами, в основном фосфором и азотом, способствует избыточному первичному производству, которое может истощать кислород (раздел 4). Загрязняющие вещества, включая органические химические вещества и следы металлов, вызывают озабоченность, поскольку они накапливаются в отложениях и перемещаются через пищевые цепи и пищевые сети (Erickson et al.2008; Шталь и др. 2009 г.). Общие концентрации растворенных твердых веществ могут представлять интерес для водоснабжения и других целей. Мутность также является ключевой характеристикой качества воды, поскольку ее влияние на светопропускание и прозрачность воды определяет характеристики среды обитания (раздел 5). Основным аспектом мутности является общее количество взвешенных твердых частиц, которые также являются основным механизмом переноса и отложения питательных веществ и загрязняющих веществ в резервуарах (раздел 4). PH воды регулирует водный химический состав, который может влиять на использование воды и среду обитания.В гиполимнионе резервуара часто мало растворенного кислорода, и он может накапливать растворенный фосфор, железо, марганец и сульфид, что может создавать проблемы с качеством воды в резервуаре и ниже по течению, если гиполимнетическая вода поднимается вверх или сбрасывается. Вспученный фосфор (внутренняя нагрузка) может вызвать летнее цветение водорослей. Железо и марганец влияют на цвет воды и могут вызвать проблемы с очисткой воды при заборе воды для коммунальных нужд. Сульфид вызывает проблемы с запахом, когда он улетучивается во время повторной аэрации.

Качество воды в водохранилищах часто можно контролировать путем выборочного отбора по глубине. Однако во многих случаях сбросы создают проблемы с качеством воды ниже по течению в нижнем бьефе (Miranda and Krogman 2014). Альтернативы управления качеством воды включают методы управления, которые могут быть реализованы в водосборе до того, как потенциальные загрязнители достигнут резервуара (секции 2 и 8), и методы управления, которые могут применяться в пределах резервуара. Другие методы управления озерами включают инактивацию фосфора и окисление донных отложений, биоманипуляции, гиполимнетическую аэрацию, искусственную циркуляцию и удаление отложений и обсуждаются ниже.

6,2 Температура

Годовой температурный режим водохранилища, пожалуй, самый важный атрибут качества воды, способный влиять на различные другие характеристики качества воды. Таким образом, знание температурного режима является ключом к управлению качеством воды. Вертикальные температурные колебания в коллекторе создают стратификацию плотности (Elçi 2008). В менее плотном эпилимнионе температура медленно уменьшается с глубиной, так как на этот верхний слой обычно влияет глубина, на которую проникает свет.Металимнион отделяет эпилимнион от более плотного глубоководного гиполимниона. В металимнионе есть термоклин, где температура быстро меняется с глубиной. Ниже металимниона, в гиполимнионе, температура снова медленно меняется с глубиной.

Физические свойства воды способствуют этой температурной стратификации плотности (Wetzel 2001; Elçi 2008). Поскольку вода с температурой выше 39 ° F (4 ° C) менее плотная, более теплая вода обычно существует у поверхности. Но поскольку вода с температурой ниже 39 ° F также менее плотная, в некоторых водоемах с умеренным климатом вода на поверхности более холодная, в основном зимой.В обоих этих условиях резервуар может быть термически стратифицированным. Осенью водохранилище остывает на поверхности и подвергается более холодным притокам. На поверхности охлаждение вызывает неглубокую нестабильность, и перемешивание может происходить на все большей глубине. Этот процесс продолжается до начала зимы. Когда резервуар, наконец, достигает, тщательного охлаждения и перемешивания, однородной температуры от поверхности до дна, резервуар считается изотермическим. Это состояние обычно возникает зимой и продолжается до весны.Эти резервуары испытывают один сезон перемешивания каждый год (т. Е. Мономиктический резервуар).

Помимо температуры воды, плотность воды также определяется растворенными в ней веществами (Wetzel 2001). Увеличение количества растворенных твердых частиц увеличивает плотность воды. В водохранилищах на растворенные твердые вещества влияют естественные характеристики водосбора и антропогенная деятельность в водоразделе. В некоторых водоемах плотность глубинных вод достаточно высока, чтобы полное перемешивание не происходило (т.е., меромиктический резервуар). Меромиктические резервуары часто бывают глубокими (Wetzel 2001).

Многие северные водоемы стратифицируются зимой (Rahman 1978). Их температура на поверхности будет равной или близкой к нулю, и часто резервуар может быть покрыт льдом с чуть более теплой и плотной водой к дну. Поскольку эти резервуары перемешиваются осенью, пока не испытают зимнюю стратификацию, а затем снова перемешиваются во время весеннего таяния, пока они не прекратятся летом, у них есть два сезона перемешивания каждый год (т.е., димиктический резервуар). Это состояние также может иногда возникать зимой в мелководных изолированных заливах водоемов в более южных умеренных широтах.

Однако некоторые коллекторы могут испытывать кратковременную термическую стратификацию с последующим частым перемешиванием (полимиктизмом) или вообще не расслаиваться. Небольшая глубина, короткое время удерживания и сильное перемешивание, вызванное волнами, могут предотвратить расслоение. Если стратификации не происходит, то резервуар может состоять исключительно из эпилимниона с возможно слабым температурным градиентом, а резервуар состоит в основном из условий теплой воды.

6.3 Растворенный кислород

Помимо температуры, растворенный кислород является еще одним ключевым показателем качества воды в резервуаре. Концентрация растворенного кислорода в резервуаре влияет на способность неорганических веществ восстанавливать другие вещества, а также на распределение аэробных и анаэробных организмов. Потребность в растворенном кислороде может быть разделена на потребность донных отложений в кислороде и потребность в водяном столбе (Cross and Summerfelt 1987).

Потребность в кислороде отложения – это скорость потребления кислорода бактериями и другими организмами, которые метаболизируют органические вещества в отложениях.Потребность в кислороде для донных отложений обычно больше всего в районе водохранилища или у входа в заливы, где оседает большая часть отложений, а вода теплая и мелкая (раздел 3). Органического вещества в отложениях в этих верхних областях много, и гиполимнетический растворенный кислород может быть истощен, особенно с учетом того, что объем воды, как правило, невелик, потому что области водохранилища часто неглубокие (USACE 1987c). Тем не менее, эти верхние области не всегда стратифицируются, потому что их небольшая глубина может допускать перемешивание под действием волн, а иногда и ограниченных потоков.

Потребность в кислороде для столба воды – это скорость потребления кислорода бактериями и другими организмами, которые метаболизируют органические вещества в толще воды над отложениями. Плотные потоки переносят материал, требующий кислорода, в металимнион и гиполимнион и уносят восстановленные химические вещества из бескислородных областей выше по течению, увеличивая потребность водяного столба в кислороде. Органические соединения, в том числе в мертвых организмах из эпилимниона, медленнее оседают в металимнионе и гиполимнионе из-за повышенной плотности воды, вызванной более низкими температурами.Поскольку это органическое вещество может оставаться в металимнионе и гиполимнионе в течение длительного времени, разложение происходит в течение длительного периода, вызывая длительную потребность в кислороде (USACE 1987c).

Пороговая концентрация 4–5 частей на миллион часто используется для установления стандартов качества воды для растворенного кислорода. Гипоксия возникает, когда концентрация растворенного кислорода падает до менее 2 частей на миллион, что обычно считается минимальным уровнем, необходимым для поддержания жизни большинства животных. Когда уровни растворенного кислорода становятся сильно пониженными или бескислородными (около 0 ppm), возникают анаэробные условия.Хотя анаэробные условия обычно возникают в придонных водах, они могут распространяться вверх через всю толщу воды. Было показано, что гипоксия нарушает работу эндокринной системы у рыб, что ухудшает их воспроизводство (Wu et al. 2003).

6.4 Двуокись углерода

Неорганический углерод, полученный из двуокиси углерода, используется растениями для производства органических веществ.Неорганический углерод также может контролировать pH и буферную способность водных систем. Неорганический углерод находится в равновесии в трех формах (рис. 6.1): диоксид углерода, ионы бикарбоната и ионы карбоната (USACE 1987c). Когда растения используют неорганический углерод для создания органических соединений посредством фотосинтеза, pH повышается, а концентрации форм углерода смещаются от двуокиси углерода к ионам бикарбоната и ионам карбоната (Wetzel 2001). Масштаб этого повышения pH и сдвига в форме углерода указывает на буферную способность воды.Система с низкой буферной емкостью (то есть с низкой щелочностью), вероятно, будет иметь большие колебания pH и быстрее переходить от двуокиси углерода к ионам бикарбоната и карбонатным ионам, чем системы с более высокой щелочностью (Wetzel 2001).

6.5 Фосфор и азот

Фосфор необходим растениям и животным для создания ферментов и хранения энергии в органических соединениях, тогда как азот необходим для создания белка. Как газ, азот важен для качества воды в основном тогда, когда его слишком много (т.е., пересыщенный). Перенасыщение может вызвать повреждение или смерть водных организмов, в том числе рыб. Это не обычная проблема для большинства водохранилищ, но перенасыщение может нанести вред рыбе ниже некоторых гидроэлектростанций (Weitkamp and Katz 1980). Фосфор и азот, как правило, являются ключевыми питательными веществами, контролирующими первичную продукцию, и подробно рассматриваются в разделе 4.

6,6 Загрязняющие отложения

Осадки играют важную роль в формировании качества воды в водоемах.Бентические среды обитания являются стоком для многих загрязняющих веществ в окружающей среде, поскольку многие загрязняющие вещества проникают через толщу воды, связываясь с частицами отложений (Horowitz 1985; Mulligan et al. 2001). Поскольку отложения также являются важной биологической средой обитания, на поглощение токсичных веществ в пищевой сети влияет их концентрация в отложениях. Загрязняющие вещества, которые оседают в отложениях, существуют в состоянии равновесия с водой выше, но это равновесие может быть изменено естественными и антропогенными нарушениями окружающей среды (Theofanis et al.2001; Яглал 2009).

В загрязненных водах загрязняющие вещества в основном адсорбируются частицами и связаны с органическими отложениями (Chapman 1992; Baldwin et al. 2002). Изменения в условиях окружающей среды изменяют различные фазы загрязняющих веществ, обнаруженных на твердых частицах, иногда вызывая выброс загрязняющих веществ в раствор. Различные формы органического вещества могут разлагаться в окислительных условиях, высвобождая связанные загрязнители (Chapman 1992). Загрязняющие вещества в виде твердых частиц могут также стать растворимыми в кислых пищеварительных трактах детритофагов, таких как мускульный желудок, высвобождая эти вещества внутри животного и делая возможным биоаккумуляцию в результате хищничества (Eagles-Smith et al.2008 г.).

В результате изменения условий окружающей среды, включая растворенный кислород и температуру, происходит внутренняя рециркуляция загрязняющих веществ в отложениях и гиполимнионе (Baldwin et al. 2002). Процессы сложны и плохо изучены. Наибольший объем информации имеется по ртути и фосфору. Перенос ртути из осадка осуществляется бактериями, которые превращают связанную в осадке ртуть в растворимую монометилртуть или летучую диметилртуть, в зависимости от pH (Erickson et al.2008 г.). Рециркуляция связанного в отложениях фосфора (т. Е. Внутренняя нагрузка фосфора) особенно важна, поскольку она может увеличить скорость эвтрофикации в водохранилище. В выделение фосфора вовлечены многие экологические и физические процессы. Обычный процесс – это высвобождение фосфора, связанного с оксидом железа, в восстановительных условиях, обнаруженных в отложениях. Когда придонные воды бескислородны, интерстициальный фосфат диффундирует в вышележащие воды, увеличивая скорость эвтрофикации.

6,7 Металлы

Природные воды обычно содержат низкие концентрации металлов, но антропогенные источники увеличивают их концентрации выше естественных уровней (Rosales-Hoz et al. 2000). Тяжелые металлы часто выбрасываются или выщелачиваются из точечных промышленных источников, горнодобывающих предприятий, городских сточных вод, свалок и атмосферы. Проблема усугубляется тем, что не происходит естественного процесса разложения металлов для удаления металлов из окружающей среды. Металлы перемещаются из одной части водной экосистемы в другую, включая биоту, часто с пагубными последствиями (Hart and Lake 1987).Там, где достаточное накопление металлов в биоте происходит в результате передачи пищевых цепей, увеличивается токсикологический риск в результате рыболовства. В результате адсорбции и накопления концентрация металлов в отложениях может быть намного выше, чем в воде выше.

На поведение металлов в природных водах влияют состав донных отложений, состав взвешенных отложений и химический состав воды. Осадки, состоящие из мелкого песка и ила, обычно имеют более высокие уровни адсорбированного металла, чем кварц, полевой шпат и отложения, богатые детритами и карбонатами (Yu et al.2012). Металлы также обладают высоким сродством к гуминовым кислотам, органо-глинам и оксидам, покрытым органическими веществами (Connell and Miller 1984). Химический состав воды в системе контролирует скорость адсорбции и десорбции металлов в осадок и из него. Металлы могут десорбироваться из осадка, если в воде происходит снижение pH, например, при развитии аноксических условий. Десорбированные металлы возвращаются в воду, где они рециркулируют и могут быть ассимилированы биотой.

6,8 Органические загрязнители

Тысячи органических соединений попадают в водоемы в результате деятельности человека.Эти соединения обладают широким спектром свойств, и многие из них могут быть токсичными. Обычные органические загрязнители включают минеральные масла, нефтепродукты, фенолы, пестициды, полихлорированные бифенилы и поверхностно-активные вещества (Perelo 2010). Хотя некоторые из них быстро разлагаются в окружающей среде, другие накапливаются в донных отложениях и биоаккумулируются до токсичных концентраций в пищевой сети.

6,9 Продольные градиенты

Качество воды в водохранилище связано с различными продольными, морфологическими и гидрологическими процессами.В районах, где они расположены вверх по озеру, водохранилища мельче и уже и могут поддерживать более высокий уровень стока, и все это может повлиять на химический состав воды. Более того, эти верхние секции имеют тенденцию улавливать крупные органические вещества и частицы обломков, которые обычно оседают в дельтах озер с крупными неорганическими частицами, такими как песок и гравий. Более мелкие частицы неорганических и органических веществ имеют тенденцию оседать дальше в резервуаре. В целом, чем меньше размер частиц, тем больше отношение площади поверхности к объему.Это увеличенное соотношение увеличивает сорбционную способность по переносу фосфора, органического углерода, металлов и загрязняющих веществ (USACE 1987c). Глины обладают высокой сорбционной способностью, тогда как песок практически не обладает сорбционной способностью. Следовательно, питательные вещества, металлы и загрязнители могут перемещаться в резервуар и выходить из него вместе с мелкими илами и глинами. Продольные модели гидрологии, морфологии и оседания могут вызывать продольные клины качества воды.

Развитие аноксических условий в резервуаре часто происходит по продольной схеме.Такая картина определяется местными морфометрическими условиями и характером отложения питательных веществ. Анаэробные процессы могут начаться в верхних частях водохранилища, если скопления органических веществ от притока высоки и прогрессируют ниже по течению (USACE 1987c). И наоборот, анаэробные процессы могут развиваться в глубокой воде у плотины и распространяться вверх по течению (USACE 1987c). Однако модели движения как вверх, так и вниз по потоку могут возникать одновременно.

6.10 Градиенты глубины

По мере того, как концентрация растворенного кислорода в гиполимнионе снижается примерно до 1-2 частей на миллион, кислородные условия на границе раздела вода-отложения могут стать бескислородными, и анаэробные процессы начинают проявляться в поровых водах донных отложений (USACE 1987c).Сначала происходит денитрификация нитратов до Nh5 (аммоний), N2O (закись азота) и N2 (Bonin 1996; Wetzel 2001). В результате в гиполимнионе может накапливаться аммоний-азот. Денитрификация – основной механизм вывода нитратов из гиполимниона.

После денитрификации соединения марганца в межклеточной воде восстанавливаются до растворимых форм, способных смешиваться с водой в гиполимнионе. Таким образом, восстановление нитратов в конечном итоге позволяет уменьшить содержание марганца. По мере дальнейшего восстановления системы железо превращается из трехвалентной формы в растворимые двухвалентные формы и диффундирует в гиполимнион.По мере преобразования железа высвобождается фосфор, связанный с соединениями трехвалентного железа. Таким образом, осадок обычно является основным поставщиком фосфора, когда гиполимнион аноксичен. В течение этого анаэробного периода бактерии разлагают органические вещества на кислоты и спирты, такие как уксусная, фульвовая, гуминовая и лимонная кислоты и метанол (USACE 1987c).

Потенциальные преимущества поддержания кислородного и холодного гиполимниона многочисленны. В некоторых случаях прохладная кислородная гиполимнетическая вода необходима для удовлетворения потребностей биоты в озере и ниже по течению.Поддержание кислородных условий обычно снижает выделение фосфора и аммиака в отложения, тем самым замедляя эвтрофикацию. Первичные источники фосфора включают комплексы железа и микроорганизмы, которые выделяют ортофосфат во время метаболизма в бескислородных условиях. Кислородные условия могут стимулировать нитрификацию отложений и последующую денитрификацию, что приводит к чистой потере азота из системы (Ahlgren et al. 1994; Rysgaard et al. 1994). Кислородные условия также могут стимулировать рост бактерий, что приводит к увеличению скорости ассимиляции азота (Graetz et al.1973).

6.11 Управление качеством воды

Возможности повышения качества воды открываются на водоразделе и в водохранилище. В водоразделе методы защиты сосредоточены на сельском хозяйстве и животноводстве, лесоводстве и другой деятельности человека. Управление водосбором обсуждается в разделе 2.

В озере есть методы улучшения качества воды. Они сосредоточены на снижении эффекта аноксического гиполимниона и управлении загрязнителями.Технологии, доступные для лечения аноксического гиполимниона, можно разделить на (1) те, которые предотвращают аноксический гиполимнион путем смешивания гиполимнетических и эпилимнетических вод, чтобы избежать стратификации, и (2) те, которые предотвращают аноксический гиполимнион посредством аэрации (или оксигенации), но при этом поддерживают отчетливый гиполимнион. Смешивание гиполимнетической и эпилимнетической воды нарушит температурную стратификацию и сократит среду обитания, доступную для холодноводных рыб, но увеличит среду обитания для теплопроводных рыб.Поддержание кислородного гиполимниона посредством аэрации сохранит температурную стратификацию и обеспечит низкотемпературную среду обитания для холодноводных или холодноводных видов рыб, предотвратит гибель рыб, потенциально вызванную быстрым оборотом, который смешивает эпилимнион и гиполимнион, а также предотвратит сброс аноксической воды в хвостовую часть.

Гиполимнетическая аэрация может быть полезной для популяций рыб в водоеме. Летом во многих глубоких водоемах холодноводные или холодноводные рыбы не имеют подходящей среды обитания и выживают между слоем бескислородной придонной воды и теплой поверхностной водой (Coutant 1985).Путем аэрации гиполимниона рыба получает летнее убежище с насыщенной кислородом прохладной водой. Кислородная гиполимния также может предоставить рыбе и зоопланктону темное дневное убежище, в котором они могут избежать нападения хищников (Fast 1971; Field and Prepas 1997). Кроме того, разнообразие и плотность бентоса имеют тенденцию увеличиваться с кислородными условиями в отложениях (Пасторок и др., 1981; Док и др., 1995). Снижение внутренней нагрузки питательными веществами в сочетании с улучшением среды обитания зоопланктона в аэрированных условиях может вызвать уменьшение биомассы водорослей или переход к более желательным видам фитопланктона (раздел 4).

6.11.1 Рекомендации по мониторингу

Мониторинг качества воды в водохранилище может быть дорогостоящей и трудоемкой задачей (Бартрам и Баланс, 1996; Грин и др., 2015). По возможности данные о качестве воды можно получить, установив партнерские отношения с агентствами, чьей миссией является мониторинг качества воды. Сюда могут входить агентство, контролирующее воду, хранящуюся в резервуаре, местные и государственные департаменты окружающей среды, федеральные агентства, включая Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) и U.С. Геологическая служба и университеты. Раздел 305 (b) Закона о чистой воде требует, чтобы штаты проводили инвентаризацию качества воды во всех водных объектах штата и каждые 2 года представляли обновленный отчет в USEPA. Этот процесс был установлен как средство для USEPA и Конгресса США для определения статуса национальных вод. Отчет 305 (b) включает анализ степени, в которой водные объекты соответствуют цели «пригодных для рыбной ловли / плавания» Закона о чистой воде; анализ степени, в которой устранение сброса загрязняющих веществ и уровень качества воды, позволяющий достичь цели, пригодной для рыбной ловли / плавания, были или будут достигнуты, с рекомендациями дополнительных действий, необходимых для достижения этой цели; оценка (1) воздействия на окружающую среду, (2) экономических и социальных издержек, (3) экономических и социальных выгод и (4) предполагаемой даты такого достижения; и, наконец, описание характера и масштабов неточечных источников загрязнителей и рекомендации программ, необходимых для их контроля, включая оценку затрат на реализацию таких программ.Однако Закон о чистой воде ограничен водами, имеющими значительную связь с судоходными водами, а неточечные сбросы в сельском хозяйстве, как правило, освобождены от регулирующего надзора в соответствии с Законом о чистой воде.

При отсутствии имеющихся данных или возможностей сотрудничества агентства, которым поручено управлять средой обитания рыб, могут выбрать узконаправленные программы мониторинга, такие как программа, ориентированная на температуру и кислород. Подходящие условия температуры и кислорода обычно ограничивают проблемы, связанные с токсичными условиями и связанными с ними соединениями, включая аммиак, сульфид, марганец и соединения металлов.Мониторинг питательных веществ и прозрачности воды рассматривается в разделах 4.4.1 и 5.8.1.

Мониторинг температуры и растворенного кислорода, вероятно, наиболее эффективен в период с мая по сентябрь, поскольку водоемы начинают нагреваться и потенциально расслаиваться. Станции отбора проб могут быть установлены в самой глубокой части водохранилища (обычно около плотины) или в средней точке водохранилища. Могут потребоваться дополнительные места для отбора проб, если резервуар длинный, есть интерес к состоянию различных заливов в резервуаре, основные притоки происходят в резервуаре в различных местах или озеро разделено на значительные участки дамбами (Green et al.2015).

Профили водяного столба могут быть получены с помощью многопараметрических зондов или других полевых измерителей (Грин и др., 2015). Переменные, включая концентрацию растворенного кислорода, процентное насыщение кислородом и температуру, можно регистрировать через регулярные интервалы глубины (OEPA 2010; Green et al. 2015). Могут быть записаны и другие полезные данные, часто получаемые с помощью зондов. Первое показание может быть снято на поверхности (1 фут), а последующие показания – через подходящие интервалы, пропорциональные глубине места отбора проб.

6.11.2 Дестратификация

Мониторинг может выявить необходимость предотвращения расслоения. Перемешивание резервуара для дестратификации слоев или предотвращения расслоения осуществляется с помощью трех общих процедур: аэрации, откачки и гиполимнетического отбора. Смешивание поможет получить почти равные кислородные и температурные условия на всех глубинах. Эти условия повлияют на качество воды в озере и воды, сбрасываемой через плотину. Смешивание может ограничить цветение фитопланктона, уменьшая количество солнечного света, достигающего фитопланктона, вызывая рециркуляцию планктона ниже фотической зоны.Дестратификация изменит количество мест обитания, доступных для теплопроводных и холодноводных рыб. Дестратификация также нагреет сбросные воды, что может повлиять на использование ниже по течению. Лоренцен и Фаст (1977) описывают некоторые дополнительные преимущества и последствия дератификации резервуаров.

Джонсон (1984) и Синглтон и Литтл (2006) предоставляют обзоры различных типов систем аэрации-дестратификации, как они работают, а также рекомендации по выбору системы на основе характеристик резервуара и целей системы, которая будет установлена.В то время как технология оборудования продолжает совершенствоваться, общие подходы остались прежними. Как правило, конструкция системы зависит от объема смешиваемой воды, а также от температуры и профиля кислорода. Альтернативные варианты оборудования доступны независимо от требований масштаба проекта (например, площади, глубины, потребности в кислороде) (Johnson 1984).

6.11.2.1 Диффузная аэрация

Уничтожение запорных вод может быть достигнуто с помощью аэрации диффузным воздухом. Диффузоры обычно представляют собой гибкие трубки, которые устанавливаются на дне резервуара (рисунок 6.2). Пузырьки воздуха движутся вверх, создавая восходящий поток холодной воды, который, достигнув поверхности, распространяется вбок, унося бескислородную воду вверх. Как только холодная газированная вода достигает верхних слоев, она снова опускается, доставляя кислород в гиполимнион. Это действие приводит к дератификации резервуара.Обычно используется сжатый воздух. Как правило, линейные или круглые диффузоры, стратегически расположенные на дне резервуара, питаются от компрессора, расположенного на берегу или закрепленного внутри резервуара в плавучей системе (Singleton and Little 2006).

6.11.2.2 Механические проточные насосы

Механические проточные насосы обеспечивают достаточное перемешивание на определенной территории, чтобы уменьшить или устранить термическое расслоение (Mueller et al.2002; Gafsi et al. 2009 г.). Используются три основных типа механических проточных насосов (Gafsi et al. 2009). В первом используется водяной насос, расположенный на плавучей платформе или на берегу. В гиполимнион выходит труба. Вода забирается из гиполимниона, проходит через насос и выпускается в эпилимнион или обратно в гиполимнион (рис. 6.3), где она смешивается (Hooper et al. 1953; Fast 1994). Второй тип механического водяного насоса представляет собой двигатель, расположенный на подвижном поплавке.Трубка проходит от поплавка в гиполимнион, а пропеллер и вал входят в трубку (Симонс и др., 1967). Пропеллер втягивает воду в нижнюю часть трубы, она поднимается на поверхность и выпускается. Symons et al. (1967) сравнили эффективность этой системы с диффузной аэрацией и обнаружили, что последняя более эффективна. Третий тип насоса нагнетает воду с поверхности в гиполимнион для достижения локально однородного вертикального температурного профиля. Ограничением является то, что струя может удариться о дно и вызвать повторное взвешивание наносов и эрозию.

6.11.2.3 Солнечная и ветровая техника

Из-за потребления энергии и высоких затрат, связанных с использованием электрических аэраторов или насосов, несколько коммерческих компаний разработали аэраторы на солнечной или ветровой энергии для использования в аэрации резервуаров или оксигенации. Появление этих технологий снизило стоимость лечения за счет устранения необходимости в электрической сети и электроэнергии – и без выбросов парниковых газов.
Солнечные блоки работают за счет улавливания солнечной энергии через массив солнечных панелей, преобразования солнечной энергии в электрическую, а затем передачи электричества небольшому двигателю, который приводит в действие аэратор или насос (рис. 6.4). Одна из компаний, которые в настоящее время поставляют солнечную технологию, производит миксер SolarBee® (Medora Corporation, Дикинсон, Северная Дакота). Смеситель рассчитан на простое обращение и развертывание небольшой бригадой. Техническое обслуживание миксера минимально и обычно состоит из удаления сорняков и мусора с крыльчатки и очистки солнечных батарей по мере необходимости.Смесители SolarBee® были установлены для улучшения качества воды во многих резервуарах (рис. 6.5). Например, в озере Джордан, Северная Каролина, было установлено несколько установок для улучшения качества воды в озере вблизи водозаборов. Ожидалось, что системы аэрации снизят концентрацию растворенного марганца и железа, распространение цветущих цианобактерий вблизи водозабора и связанные с этим проблемы со вкусом и запахом, а также общее качество воды в водохранилище в районе расположения водозаборов.Последующий мониторинг показал, что смесители были успешными лишь частично.

Ветряные мельницы напоминают уменьшенные копии величественных старых ветряных мельниц, которые когда-то были обычным явлением в сельской местности. Лопасти ветряной мельницы используют ветер для питания коленчатого вала, который приводит в действие диафрагму, которая нагнетает воздух или кислород в гиполимнион резервуара. Аэраторы ветряных мельниц были установлены в различных резервуарах, эксплуатируемых U.С. Бюро землеустройства. Их сложнее установить, чем солнечные аэраторы, что делает их менее мобильными и требует тщательного планирования перед установкой. Эта технология широко применялась для управления водоемами (Koenders Windmills Inc., Саскачеван), но только недавно была применена к водохранилищам, и интенсивные оценки недоступны.

6.11.3 Гиполимнетическая аэрация-оксигенация

Гиполимнетическая аэрация-оксигенация достижима с помощью различных подходов, начиная от перекачивания гиполимнетической воды на поверхность для аэрации и возврата ее в гиполимнион до тонкопористых пневматических диффузоров, помещаемых в гиполимнион для подачи кислорода (Рисунок 6.6). Эти системы вводят кислород в гиполимнион в виде воздуха или чистого кислорода. Пневматические диффузоры сконструированы таким образом, что поднимающийся шлейф пузырей не смешивает гиполимнетическую воду с эпилимнионом и, таким образом, вызывает дестратификацию (Singleton and Little 2006). Системы, которые переносят гиполимнетическую воду на поверхность для повторной аэрации, спроектированы таким образом, чтобы минимизировать скорость, с которой вода переносится, чтобы перемешивание не приводило к нежелательной дератификации (WOTS 2004).

Существует ряд потенциальных проблем, связанных с аэрацией.Эффективность переноса кислорода при использовании большинства методов гиполимнетической аэрации невысока и колеблется от 10% (Smith et al. 1975) до 50% (Bernhardt 1967). Таким образом, может потребоваться, чтобы агрегаты аэрации работали с высокой скоростью рециркуляции, что могло бы вызвать турбулентность внутри гиполимниона и тем самым увеличить потребность донных отложений в кислороде (Смит и др., 1975; Синглтон и Литтл, 2006). Для больших резервуаров может потребоваться установка множества устройств аэрации, которые потенциально могут создавать достаточно турбулентности, чтобы вызвать дестратификацию (Heinzmann and Chorus 1994).Более того, введение сжатого воздуха, который преимущественно состоит из атмосферного азота, может повысить уровень растворенного азота в гиполимнионе и вызвать образование газовых пузырей у рыб (Beutel and Horne, 1999).

Основным преимуществом гиполимнетической оксигенации перед аэрацией является то, что растворимость чистого кислорода в воде примерно в пять раз выше, чем достижимая при аэрации, поскольку воздух на 20% состоит из кислорода.Вторым преимуществом систем гиполимнетической оксигенации является их высокая эффективность переноса (процент поглощения доставленного кислорода), которая обычно составляет 60–80% (Speece 1994; Mobley and Brock 1995). В результате более высокой растворимости кислорода и более высокой эффективности переноса системы размер механических устройств и скорости рециркуляции, необходимые для доставки эквивалентного количества кислорода с использованием чистого кислорода вместо воздуха, значительно уменьшаются. Такое уменьшение накипи позволяет избежать ряда недостатков, присущих традиционным системам аэрации (Singleton and Little 2006).Более низкая скорость рециркуляции сводит к минимуму турбулентность, вносимую в гиполимнион, тем самым сводя к минимуму индуцированную потребность в кислороде (Moore et al. 1996). Высокая скорость доставки кислорода и низкая индуцированная потребность в кислороде позволяют поддерживать подходящие уровни растворенного кислорода при оксигенированной гиполимнии (Thomas et al. 1994; Prepas and Burke 1997). Меньшие системы оксигенации также могут насыщать кислородом большие водоемы с уменьшенным риском случайной дестратификации. Дополнительные преимущества гиполимнетической оксигенации включают предотвращение гиполимнетического перенасыщения растворенным азотом (Fast et al.1975) и существенное сокращение энергопотребления (Speece 1994).

Могут использоваться три основных типа систем: оксигенация пузырькового шлейфа (Синглтон и др., 2007), глубоководная закачка кислорода через линейные или круговые диффузоры (Mobley and Brock, 1995; Prepas and Burke, 1997) и погружные пузырьковые контактные камеры с нисходящим потоком ( Speece 1994).

6.11.3.1 Пузырьковый шлейф

Оксигенация пузырькового шлейфа работает путем нагнетания чистого кислорода через плотную группу пористых диффузоров на дне резервуара, создавая газо-водную смесь, которая поднимается и набирает импульс за счет положительного потока плавучести (Singleton et al.2007). Пузырьки кислорода растворяются в окружающем шлейфе поднимающейся воды. Затем насыщенный кислородом шлейф распадается и распространяется горизонтально под термоклином. Пузырьковые шлейфы обычно имеют линейную или круговую форму и нагнетают кислород при относительно низком расходе газа (Schladow 1993). Эти системы наиболее подходят для глубоких резервуаров, где большая часть пузырьков растворяется в гиполимнионе, а импульс, создаваемый шлейфом, достаточно мал, чтобы предотвратить значительную эрозию термоклина. Оксигенация пузырькового шлейфа может иметь проблемы с поддержанием хорошо насыщенной кислородом границы раздела отложений и воды, потому что большая часть кислорода поднимается до верхних уровней гиполимниона.

6.11.3.2 Диффузоры

Системы оксигенации с линейными или круглыми диффузорами состоят из разветвленной сети линейных диффузоров, которые выделяют мелкие пузырьки кислорода, которые быстро растворяются в вышележащем водяном столбе (Singleton and Little 2006). Система диффузора имеет несколько преимуществ перед другими системами. В отличие от контактных камер (раздел 6.11.3.3) система не требует откачки воды. Кроме того, в отличие от системы оксигенации пузырькового факела (раздел 6.11.3.1), при низких расходах газа система не вызывает крупномасштабного вертикального потока воды.Таким образом, растворенный кислород имеет тенденцию оставаться глубже в резервуаре. Система, установленная на водохранилище Дуглас, штат Теннесси, успешно оксигенировала гиполимнион и улучшила качество воды на выходе из турбины (Mobley and Brock, 1995).

6.11.3.3 Погружная контактная камера

Системы оксигенации с погружной контактной камерой состоят из погружной контактной камеры конической формы, установленной на дне резервуара.Погружной насос забирает воду из гиполимниона в верхнюю часть конуса. Кислород, подаваемый с берегового объекта, закачивается в верхнюю часть конуса. Кислородная вода выводится через горизонтальный диффузор. Speece et al. (1971) наблюдали эффективность переноса кислорода в диапазоне 80–90% в экспериментальной камере. При правильном горизонтальном диспергировании реоксигенированной воды система погружных камер может преодолеть потенциальные ограничения, связанные с пузырьковым шлейфом или системой диффузора. Эти ограничения включают случайную дестратификацию, вызванную пузырьками кислорода, поднимающимися через термоклин (Speece, 1994), и локальную аноксию в результате ограниченной дисперсии кислорода в гиполимнионе (Fast and Lorenzen, 1976).Вдобавок, в отличие от пузырьковых струй и линейных диффузоров, горизонтальная дисперсия направляет повторно оксигенированную воду над осадком, тем самым удерживая сильно насыщенную кислородом воду в прямом контакте с осадком и способствуя хорошо насыщенной кислородом границе раздела между осадком и водой.

Системы погружных контактных камер успешно эксплуатируются в различных водоемах (рис. 6.7). Водохранилище Каманш – это большое многоцелевое водохранилище в предгорьях гор Сьерра-Невада в Северной Калифорнии.В рыбоводном заводе, расположенном ниже по течению от водохранилища, наблюдался большой гибель рыбы из-за гипоксического изъятия из водохранилища. После того, как была установлена ​​система оксигенации в контактной камере, гибели рыбы не произошло. Пространственный мониторинг растворенного кислорода показал, что хорошо насыщенный кислородом шлейф глубокой воды мигрировал примерно на 2 мили вверх по резервуару через 40 дней после насыщения кислородом (Speece 1994). В озере Ньюман, штат Вашингтон, низкий уровень кислорода в придонных водах летом привел к серьезному ухудшению качества рыболовства в холодной воде.Система оксигенации с контактной камерой резко улучшила качество придонной воды для рыб летом, поддерживая хорошо насыщенный кислородом гиполимнион (Doke et al. 1995; Moore et al. 1996).

6.11.4 Гиполимнетическая отмена

Гиполимнетический отвод (рис. 6.8) – это форма избирательного отвода через плотину, но с выпуском воды только из гиполимниона (Nürmberg 1987; Dunalska 2001; Hueftle and Stevens 2001). В резервуаре задерживается эпилимнетическая вода, которая поддерживает адекватную концентрацию растворенного кислорода.Основная цель – уменьшение аноксических условий в гиполимнионе, что, в свою очередь, ограничит высвобождение фосфора из осадка и уменьшит круговорот питательных веществ в эпилимнионе. Ежегодно объем сбрасываемой воды остается неизменным, но термическая стабильность может быть снижена путем забора воды из гиполимниона. Эффективность этого подхода будет зависеть от морфологии коллектора и характеристик качества поступающей воды. Nürmberg (1987) оценил гиполимнетический изъятие почти в 50 озерах и водохранилищах и сообщил, что изъятие снизило средние летние эпилимнетические концентрации фосфора и хлорофилла, повысило прозрачность диска Секки и снизило концентрацию гиполимнетического фосфора и аноксию.

Гиполимнетическая абстиненция не включает смешивание эпилимниона с гиполимнионом, что возможно при использовании методов аэрации. Таким образом, гиполимнетическая абстиненция помогает контролировать эвтрофикацию резервуара. Тем не менее, гиполимнетический забор воды приводит к высвобождению богатой питательными веществами воды низкого качества (т.е. с низким содержанием растворенного кислорода, низкой температурой, высоким содержанием растворенных твердых веществ) ниже по течению и потенциально усиливает эвтрофикацию водоемов ниже по течению.

6.11.5 Управление направляющей кривой

Многие водохранилища работают в соответствии с определенным планом управления уровнем воды или направляющей кривой, которая определяет сезонные изменения в хранении воды. Изменение направляющей кривой водохранилища может улучшить качество воды. Изменяя годовое распределение времени удерживания, можно избежать или вымыть воду нежелательного качества. Аналогичным образом, изменяя годовое распределение запасов, можно контролировать интенсивность стратификации. Изменение направляющей кривой для целей качества воды не является обычным явлением, потому что такое действие обычно накладывает другие цели водохранилища.Однако направляющие кривые водохранилища были скорректированы для других целей, таких как обеспечение минимального потока ниже по течению в периоды низкого стока, а регулировка качества воды определена как вариант Инженерным корпусом армии США (USACE, 1995). См. Раздел 7 для получения дополнительной информации об управлении направляющей кривой.

6.11.5.1 Изменение направляющей кривой для увеличения расхода

Изменение направляющей кривой может позволить гибко направлять притоки через резервуар для сброса некачественных поступлений или для смывания условий низкого качества воды, возникших в резервуаре.Входы низкого качества могут включать сильно мутную воду во время сезона дождей. Эту воду можно перемещать через резервуар быстрее, поддерживая низкий объем резервуара. Нежелательные условия для качества воды могут возникнуть в конце лета и осенью, когда водохранилище расслаивается. Увеличение потока в этот период может снизить интенсивность процесса стратификации, хотя дополнительные потоки в этот период могут быть труднодоступными, если вода не доступна из резервуаров выше по течению.

6.11.5.2 Модификация работы с несколькими резервуарами

Также можно управлять несколькими водохранилищами в пределах речного бассейна для достижения целевых показателей качества воды в точках, расположенных ниже по течению в пределах бассейна.Например, попуски хорошего качества из одного резервуара могут быть смешаны с попусками низкого качества из другого резервуара в соседнем питающем потоке, чтобы нейтрализовать отрицательные атрибуты качества воды. USACE использовало выбросы из нескольких резервуаров для нейтрализации выбросов с низким pH и разбавления выбросов с высокой степенью мутности. Модель HEC-5Q (USACE 1986) содержит алгоритмы для расчета требований к сбросу из нескольких водохранилищ, чтобы удовлетворить целевому показателю качества воды ниже по течению, но доступны и другие модели (обзор Labadie 2004).

6.11.6 Управление загрязнителями

Методы управления, применимые к улучшению качества воды, иногда могут быть применимы и к управлению загрязнителями (WOTS 2004). Тяжелые металлы, которые мобилизуются при низкой концентрации растворенного кислорода, можно контролировать с помощью методов аэрации. Подвижность также можно контролировать, добавляя химические вещества (добавки) в воду или осадок. Альтернатива «ничего не делать», которая позволяет со временем захоронить загрязненный осадок, может быть осуществима, если загрязнители остаются связанными с осадком.Другие альтернативы могут включать в себя методы управления водными ресурсами, такие как использование подходящего времени пребывания воды для обеспечения разбавления или откачки воды для обеспечения аэрации и сушки. В отношении загрязнителей в отложениях, которые в основном циркулируют биотические организмы, восстановление может быть возможным путем отделения биоты от отложений с помощью перекрытия, дноуглубительных работ или изоляции (WOTS 2004; Jaglal 2009).

6.11.6.1 Поправки

Поправки – это добавки, обычно обладающие высокой катионообменной способностью, что может снизить подвижность и биодоступность загрязняющих веществ в отложениях, тем самым уменьшая их растворимость.Иммобилизация на месте с использованием недорогих добавок, таких как минералы (например, апатит, известь, цеолиты, берингит), считается многообещающей (Peng et al. 2009). По сравнению с добавками, используемыми в земных почвах, те, которые используются в погруженных отложениях, обычно имеют более высокую сорбционную способность, более низкую растворимость в воде, более высокую стабильность в восстановительных и окислительных условиях и более низкую стоимость (Raicevic et al. 2006).

6.11.6.2 Подход к перекрытию

Уменьшение площади прямого контакта между водой и загрязненным осадком может снизить выброс загрязняющих веществ.Следовательно, перекрытие загрязненного осадка песчаными материалами, такими как чистый осадок, песок или гравий, может быть эффективным методом восстановления (Peng et al. 2009). При правильной конструкции установка относительно крупнозернистой крышки не нарушает и не смешивается с нижележащим мягким мелкозернистым осадком. Теофанис и др. (2001) указали, что хороший колпачок может иметь толщину около 20 дюймов и что покрытие отложений песчаными материалами может снизить концентрацию тяжелых металлов в воде примерно на 80%.По сравнению с другими методами восстановления на месте, укупорочный подход имеет низкую стоимость. Для дальнейшей иммобилизации загрязняющих веществ и повышения качества крышки в песчаную крышку можно примешать поправки (раздел 6.11.6.1). Якобс и Ферстнер (1999) сообщили, что способность к связыванию тяжелых металлов и органических загрязнителей резко возросла после добавления цеолита в песчаный колпачок.

6.11.6.3 Фиторемедиация

Фиторемедиация – это использование растений для извлечения, связывания или детоксикации загрязнителей.Эта технология широко рассматривается как экологически ответственная альтернатива экологически разрушительным методам химической реабилитации (Meagher 2000). Фиторемедиация включает два уровня: один – самими растениями, а другой – микробами, колонизирующими корни, которые дополнительно разлагают токсичные соединения до нетоксичных метаболитов. Эта технология широко применяется при рекультивации наземных почв, а также имеет некоторую потенциальную ценность для рекультивации мелководных рек, озер и водно-болотных угодий. Сообщается, что в настоящее время эта технология обеспечивает хороший эффект иммобилизации цинка, железа, марганца и кадмия в отложениях (Peng et al.2009 г.).

Winter Pond Aeration – Ваша авиакомпания покрывается льдом?

Как партнер Amazon, мы зарабатываем на соответствующих покупках.

Проветривание пруда зимой полезно для предотвращения образования льда на поверхности. Крайне важно, чтобы рыба получала достаточное количество кислорода из атмосферы даже в более холодную погоду, поэтому очень полезно оставлять место открытым для льда.

Вы, конечно, можете использовать обогреватель для пруда, но многие люди также любят и могут даже предпочесть небольшой аэратор для пруда.Некоторые преимущества заключаются в том, что они могут использовать устройство круглый год, и они обычно дешевле в эксплуатации, чем обогреватель.

Но с ними есть потенциальные проблемы.

Во-первых, как и в случае с электрическим обогревателем, если у вас отключится электричество, вы можете обнаружить, что ваш пруд может довольно быстро замерзнуть. Часто это можно обойти с помощью небольшого генератора.

Другая проблема, которую мы наблюдаем время от времени, заключается в том, что лед может образовываться в авиалиниях и блокировать поток воздуха в водоем. Это происходит потому, что в авиакомпании образуется конденсат, который, когда становится достаточно холодным, замерзает.Первоначально проблема заключается в том, что в пруд не поступает воздух или нет волнения, но если это будет продолжаться достаточно долго, может произойти повреждение самого насоса. Обычно диафрагма повреждается, и ее необходимо заменить.

Таким образом, для непрерывной повседневной работы лучшим вариантом является в первую очередь избегать или ограничивать образование конденсата. Иногда это сложно сделать, но, как правило, мы предлагаем хранить компрессор или насос либо в помещении, либо в каком-либо изолированном корпусе.Насосы действительно выделяют немного тепла, но при очень низкой наружной температуре они не должны перегреваться, и вам нужно ограничить воздействие холодного воздуха и влаги в окружающей среде.

Сохранение компрессора теплее и, надеюсь, суше, чем наружный воздух, должно быть полезным.

Кроме того, если ваша авиакомпания ненадолго пересекает открытую местность, подумайте о том, чтобы накрыть ее каким-нибудь изолирующим покрытием. Сверху может помочь сено или солома, а также любой изолирующий материал (здесь тоже хорошо подойдет изоляция труб).Как только авиакомпания достигнет воды и погрузится в воду, вероятность замерзания снизится.

В качестве альтернативы аэратору, если вы живете в очень холодном климате, неплохо было бы использовать обогреватель для пруда в ограниченных количествах, когда того требует погода. Большинство из них не включатся, пока вода не начнет замерзать, поэтому их эксплуатация будет дешевле и может помочь сохранить пруд открытым, когда аэратор по какой-то причине может не успевать.

Наконец, если вы обнаружите, что ваш пруд покрыт льдом.Избегайте соблазна колотить, молотить или откалывать лед. Это может вызвать ударные волны, которые могут вызвать стресс у рыб или причинить им вред. Мы советуем взять спину или ведро с горячей водой и либо поставить его на лед, чтобы оттаять пятно, либо вы можете попробовать полить горячей водой небольшой участок и посмотреть, сможете ли вы заставить лед так раскрываться.

В большинстве случаев аэраторы для пруда безотказно работают в самых разных условиях, включая холодную погоду. Но со всеми механическими устройствами могут возникнуть проблемы, и подготовка или просто попытка предотвратить некоторые проблемы могут сохранить вашу рыбу в безопасности в течение зимних месяцев.

Amazon и логотип Amazon являются товарными знаками Amazon.com, Inc или ее дочерних компаний.

Проекты по аэрации могут привести к образованию тонкого льда

Федерация дикой природы Саскачевана советует людям проявлять осторожность во всех замерзших водоемах, особенно в тех, которые имеют системы аэрации.

Аэрация водоема помогает предотвратить зиму, которая происходит, когда водные растения умирают или снижают выработку кислорода, что приводит к гибели рыб.Системы аэрации обеспечивают циркуляцию свежего воздуха в небольших неглубоких водоемах с рыбой, уязвимых для зимовки. Из-за того, что воздух поднимается на поверхность, рядом с системой аэрации часто остается тонкий лед и открытая вода. Водоемы с системами аэрации обозначены предупреждающими знаками, и людям рекомендуется держаться подальше от этих обозначенных территорий.

Системы аэрации обычно работают с декабря по март. Список водоемов с системами аэрации прилагается. Изменение температуры в сочетании с количеством снегопадов и слякоти в некоторых районах также может способствовать созданию небезопасных ледовых условий.Этой зимой следует проявлять особую осторожность, путешествуя по льду.

Вот некоторые ледяные факты, о которых следует знать людям:

• Прочность льда никогда не следует оценивать только по внешнему виду;
• толщина льда редко бывает однородной по всему водоему и иногда может варьироваться от безопасной до небезопасной в пределах одного метра;
• изменение температуры может вызвать термические трещины и выступы давления, которые являются индикаторами небезопасного льда;
• слякоть указывает на то, что лед размывается сверху и снизу;
• больших глубоких озер замерзают дольше и тают медленнее, чем озера меньшего размера;
• течений в реке или ручье делают лед примерно на 15% слабее озерного льда; и
Сильный снегопад
• в некоторых районах провинции может снизить несущую способность льда.Вес снега часто вызывает слякоть и / или наводнения. Снег также действует как изолятор, замедляющий процесс замерзания.

SWF надеется, что этой зимой вы сможете спокойно наслаждаться активным отдыхом на свежем воздухе. Для получения дополнительной информации о безопасности льда ознакомьтесь с карточкой «Советы по безопасности льда и толщиной льда», доступной на веб-сайте Общества спасателей по адресу http://www.lifesaving.org/public_education.php?page=181

Федерация дикой природы Саскачевана (SWF) с гордостью представляет более 33 000 членов из 122 отделений по всему Саскачевану и считается самой крупной организацией по охране дикой природы в мире на душу населения.Для получения дополнительной информации о SWF посетите www.swf.sk.ca.

-30-

За дополнительной информацией обращайтесь:

Джеймс Вильнёв, директор по рыболовству
[email protected]

SWF Проекты аэрации – 2014

Местоположение озера / водохранилища

Bell Pond 1 км к югу от Люселенда

Buffalo Pound Pond Buffalo Pound Prov.Парк

Цейлонское водохранилище в 3 км к востоку от Цейлона

Озеро Клируотер в 8 км к северо-востоку от Кайла

Водохранилище Конди в 11 км к северо-западу от Регины

Пруд Игл-Крик в 25 км к северо-западу от Асквита

От озера 7 км к северу от Шпионского холма

Леди-Лейк в 8 км к северо-западу от Присевилля

Мелвиллское водохранилище в 3 км к северо-западу от Мелвилла

Озеро для пикников в 6 км к востоку от Эдама

Водохранилище Ояма 5 км к востоку от Кронау

Редберри-пруд Региональный парк Редберри-Лейк

Водохранилище Скотт в 8 км к юго-западу от Уилки

Steistol Lake Greenwater Lake Prov.Парк

Озеро Стразерс в 11 км к северо-востоку от Кристал-Спрингс

Пруд Вальдхайм Город Вальдхайм

Озеро Уилсон в 12 км к юго-западу от Спрингсайд

Водохранилище Виньярд 2 км к югу от Виньярда