Специфика использования МГТ на нерестовых водотоках

02.04.2017

Опыт эксплуатации зарыбленных водоёмов и рек показывает, что МГС являются перспективными для использования в качестве водопропускных сооружений на нерестовых водотоках, поскольку практически сохраняют природные условия обитания рыб. Поэтому на самых начальных этапах проектирования любого водопропускного сооружения (кульверта) из МГК необходимо учитывать требования по охране рыбных ресурсов. Это позволяет применять конструктивные решения кульвертов с параметрами, наиболее полно обеспечивающими сохранность нерестовых и других миграционных путей рыб, гидрологического режима водотоков.

На естественную среду обитания рыб негативно влияют:

- повторное загрязнение реки при разрушении мостовых переходов (водопропускных сооружений) и проведении ремонтно-восстановительных работ;
- строительство кульвертов на нестабильных, меандрирующих участках водотока;
- несоответствие размеров МГТ максимальной водности потока и т.д.

Доказано, что гофрированные трубы, имеющие неровную шероховатую внутреннюю поверхность, обеспечивают лучшие условия для миграции через них молоди рыб и поэтому имеют неоспоримое преимущество перед гладкостенными железобетонными или металлическими трубами независимо от формы их поперечного сечения. С увеличением размера гофра МГТ возрастают гидравлические сопротивления, испытываемые водным потоком и как следствие увеличиваются глубины, снижаются скорости и создаются более благоприятные условия для движения молоди рыб вверх по течению.

Поскольку на нерестовых водотоках особое внимание уделяется сохранению естественной среды обитания рыб, то надо стремиться к обеспечению жизнедеятельности речной экосистемы как за счет инженерных, так и экологических мероприятий: дно водопропускных труб прикрывать естественным материалом, характерным для данного водотока; имитировать структуру дна смежных участков русла; укреплять примыкающие к МГТ участки натуральными или природоприближёнными конструктивными элементами (рис. 4.20) и т.д.



Для создания дополнительных сопротивлений в МГТ по её дну отсыпают крупный камень или щебень, изредка укладывают габионные структуры, что также обеспечивает защиту дна от абразивного разрушения водным потоком. Дополнительную коррозионную устойчивость МГТ от разрушения обеспечивает укладка по дну гладкого бетонного или асфальтобетонного лотка. Кульверты из СМГС являются на небольших ручьях и водотоках альтернативой кульвертов открытого типа (рис. 4.21).



Выбор между закрытым кульвертом в виде частично вкопанной трубы (рис. 4.22а) и арочного типа со свободным дном (рис. 4.22б) определяется характером грунта в русле водотока. На прочном и устойчивом грунте (на скальном или валунисто-каменистом основании) рекомендуется применять кульверты арочного типа, а на рыхлом, неустойчивом и легко размываемом грунте в виде галечника с песчаным наполнителем или из песка - в виде трубы круглого, квадратного или полигонального сечения. Кульверты арочного типа, как и любые другие типы водопропускных труб, имитирующих естественное русло, должны быть уложены с уклоном, равным или почти равным естественному уклону русла на смежных участках.



Проект кульверта должен разрабатываться исходя из возможности обеспечения свободного пропуска рыб, находящихся на самой слабой жизненной стадии, а в пределах этой группы - самой слабой особи (рис. 4.23). При этом надо учитывать, что любые преграды на пути мигрантов могут снизить суммарную биологическую продукцию водотока.



Водопропускные МГТ или арочные мостовые переходы в РФ обычно проектируются на работу в безнапорном режиме. При выполнении строительных работ по возведению МГТ стараются сохранять естественные уклоны местности и не нарушать рельеф, чтобы сброс поверхностного стока в пониженные места не вызывал их заболачивания. Вместе с пропуском водного потока через водопропускные сооружения через них происходит круглогодичная миграция рыб на любой стадии их развития вверх и вниз по течению. Если дорожные водопропускные сооружения являются единственным путём расселения рыб или выводков водоплавающих птиц, то они обязательно должны обеспечивать их свободные естественные миграции (рис. 4.24).



При строительстве водопропускных сооружений необходимо учитывать биологические особенности рыб в период нерестовых миграций и сроки инкубации икры на нерестилище. Через водопропускные сооружения могут проходить рыбы трех экологических групп: проходные, полупроходные и жилые рыбы. Например, жилые рыбы (окунь, щука, ручьевая форель, многие сиговые и др.) совершают только местные миграции в речках: из озер в речки или из речек в озера, иногда поднимаясь и в ручьи, где имеются родники. Полупроходные рыбы (лещ, тарань, вобла, сазан, сом, судак и др.) нагуливаются в опресненных морских участках, а для нереста заходят в дельтовые участки, где нерестятся в многочисленных рукавах, речках и на вновь залитых лугах.

Процесс миграции молоди через водопропускное сооружение состоит из трех этапов: миграция молоди в пространстве водоема; пребывание в зоне влияния водопропускного сооружения; прохождение через сооружение. Если условия обитания молоди в этих трех пространствах существенно не отличаются гидравлическими и кормовыми структурами, то миграция молоди через водопропускное сооружение проходит естественным путем. Для личинок рыб пассивный снос с потоком воды является основной формой передвижения на большие расстояния, поскольку рыбы на этих этапах еще не способны физически сопротивляться течению и у них отсутствует зрительная и другая ориентация.

Естественное поперечное сечение водотока не должно существенно сжиматься кульвертом, а уклон водной поверхности и шероховатость дна должны быть близки к естественным. Это относится к любым водотокам: постоянным или временным; всему водотоку или его части, используемым рыбами для нереста, нагула, зимовки или миграции; пустующим водотокам, которые исторически были рыбными и чье современное состояние позволяет восстановить численность рыб в них в будущем. При сужении водотока для установления МГТ следует обращать внимание на характер и направление движения отдельных струек воды, чтобы их движение правильно ориентировало рыбу в направлении выхода из сооружения. Иначе из-за дезориентации рыба может скатываться из водопропускного сооружения обратно в его начало.

На нерестовых водотоках следует использовать МГТ большого диаметра, которые перекрывают всю ширину естественного водотока. При заглублении и расположении субстрата грунта, моделирующего грунт дна водотока, до отметки его поверхности, имитируется русло как на всём протяжении трубы, так и на участках сопряжения в её нижнем и верхнем бьефе (рис. 4.25а). Подобные рыбопропускные переходы можно создать и с помощью арок из гофрированного металла (рис. 4.25б).

В рыбохозяйственной гидротехнике трубчатые сооружения из СМГС круглого сечения используют диаметром от 1 до 7 м. Для создания необходимой освещенности в трубе следует обеспечивать превышение шелыги трубы над уровнем воды в ней не менее 1 м. При недостаточной освещённости и невозможности увеличения диаметра полусферы следует предусмотреть устройство искусственного освещения внутри МГТ на период миграции рыб в нерестовых водотоках. Дополнительное освещение обычно требуется для кульвертов длиной свыше 60 м. Строительные работы при сооружении водопропускных труб должны производиться в кратчайшие сроки без перерывов в выполнении отдельных операций (рытьё котлована, замена грунта, отсыпка подушки на полную её высоту, монтаж труб, устройство грунтовой призмы). Аналогичные требования предъявляются и при строительстве водопропускного сооружения в виде арки.



Важнейшими факторами, влияющими на скорость течения потока в МГТ, являются размеры поперечного сечения водопропускного сооружения, уклон и шероховатость МГТ. Приемлемые гидравлические параметры кульвертов определяются на основании гидравлического расчёта. Кульверты в США на зарыблённых водотоках обычно проектируются на пропуск расчетного расхода в безнапорном и полунапорном режимах (inlet control) с условием обеспечения возможности прохождения рыбы против течения по трубе. Установлено, что размеры водопропускных труб, укладываемых под дорогами, должны рассчитываться не только на пропуск максимальных расходов половодья, но и на обеспечение миграции, например, лососевых рыб, которая обычно происходит после прохождения максимальных расходов воды в реке.

Максимальная пропускная способность кульверта должна рассчитываться на пропуск расхода 10%-ной обеспеченности (Q10%) для периода нерестовой миграции лососей. Например, согласно рекомендациям, разработанным в США для штата Орегон, которые приняты в качестве аналога для условий Камчатки, Сахалинской области и Корякин, минимальная глубина воды внутри кульвертов должна соответствовать среднему минимальному 7-дневному расходу воды, или расходу воды 95%-ной обеспеченности, за период миграции данного вида рыб.

Неправильно запроектированные и построенные кульверты блокируют прохождение рыб. В результате неправильной установки МГТ возможно образование труднопреодолимых или непреодолимых препятствий для рыб, мигрирующих вверх по течению (рис. 4.26).



Можно выделить несколько причин такого отрицательного воздействия на рыб (рис. 4.27):

- наличие перепада уровней воды в водотоке и трубе;
- образование порога между рекой и трубой как со стороны нижнего, так и верхнего бьефа;
- малый диаметр трубы;
- слишком большой (крутой) уклон трубы;
- недопустимо высокая скорость течения водного потока в трубе;
- недостаточная глубина воды в трубе;
- отсутствие заводи для отдыха рыбы ниже кульверта;
- недостаточная шероховатость внутренней поверхности и дна трубы и т.д.

Если после нескольких лет эксплуатации МГТ на зарыблённом водотоке в результате деформации дна у выходного оголовка образуется яма размыва значительной глубины, или кульверт установлен под дорогой неправильно (рис. 4.28б, в), то рыба не сможет двигаться вверх по течению (рис. 4.29а). При правильной установке МГТ уровень воды в ней несколько ниже, чем в естественном русле.



Для уменьшения перепада уровня воды или его полного устранения, блокирования очага эрозии, понижающего уровень дна на водобойном участке с образованием водопада, необходимо проведение специальных конструктивных мероприятий. Так, перепад уровня воды можно скорректировать сооружением подпорного каскада (рис. 4.30). Для взрослых рыб каждая ступень должны повышать уровень воды не более чем на 25...30 см.



С учётом этого дно труб на нерестовых водотоках, в отличие от труб на других участках дорожного строительства, следует заглублять ниже средневзвешенного дна реки, прикрывая его камнем (рис. 4.31б). Особенность частично вкопанных кульвертов состоит в том, что они закапываются на 20...50% от своей высоты, а специально уложенные на дно грунт, камни или габионные структуры создают турбулентность даже внутри гладкой водопропускной трубы.

Конструктивные параметры водопропускных сооружений из МГК назначаются с учётом типа нерестового водотока, видового состава рыб, обитающих или заходящих на нерест в малый водоток, и ширины дорожного покрытия. Режим эксплуатации таких сооружений обосновывается с учётом требований гидробионтов.

В течение всего периода эксплуатации расчётная скорость течения в трубе должна оставаться равной скорости течения в естественных условиях. При пропуске пика паводков 50% и 75% вероятности превышения (средние и маловодные годы) эти скорости могут быть близки к критическим бросковым скоростям взрослых мигрирующих рыб. Помимо выполнения вышеперечисленных требований, необходимо при помощи специальных конструктивных элементов предотвратить попадание в воду взвешенных веществ и сохранить свободным проход для рыб.

Величина скорости течения воды на выходе из водопропускной трубы должна быть близка к скорости потока в нерестовом водотоке. Если скорость на выходе из водопропускной трубы превышает максимальную, то рыба не сможет преодолеть течение и зайти в МГТ (табл. 4.2), т.е. для обеспечения спокойного выхода рыбы из МГТ скорости течения воды у выходного отверстия должны быть невысокими.



Существует прямая зависимость распределения молоди рыб в водоемах и водотоках от направления и величины скорости течения воды. Это следует учитывать при назначении скоростей течения на участках сопряжения с водотоком. С увеличением скорости потока у оголовков водопропускных труб возрастают скорости потока в самих трубах и с большей интенсивностью происходит вынос покатной молоди. Икра и ранняя молодь до 12 мм не могут активно сопротивляться течению воды, поэтому они быстро проходят через трубы, что имеет положительную сторону. Учитывая это, установку водопропускных труб из МГК следует производить между пиками миграции отдельных видов рыб или периодами миграции всех рыб.

В тех случаях, когда береговые границы не нарушаются и не происходит изменений скорости течения воды, проблем с преодолением рыбами водопропускных сооружений не возникает. В случае сужения водотока необходимо учитывать крейсерскую скорость рыб для преодоления участка под дорогой в пределах нижней и верхней границ поиска. Существовавшие до строительства невысокие скорости в водотоке должны быть обеспечены и в водопропускном сооружении, в противном случае рыба не сможет преодолеть его. Скорость течения в МГТ не должна быть больше плавательной способности рыб. При строительстве она регулируется изменением уклона трубы и глубины её заложения.

Плавательная способность рыб характеризуется временем, в течение которого рыбы способны двигаться с заданной скоростью. В режиме крейсерских скоростей рыбы совершают миграции, удерживаются в потоке и сохраняют места своего постоянного обитания. При преодолении водопадов и стремнин, в потоке воды входных отверстий кульвертов и рыбоходов рыбы развивают бросковые скорости движения. Бросковые или предельные скорости, развиваемые рыбами в пределах долей секунды, составляют до 30 длин рыбы в секунду. С увеличением времени бросковые скорости резко снижаются. При продолжительности плавания от 1 до 60 секунд рыбы лососевой породы могут развивать наибольшие скорости порядка 10 длин рыбы в секунду (например, для горбуши 4...5 м/с).

Рыбы не могут длительно и быстро плавать без отдыха, так как при большом напряжении у рыб в крови накапливается молочная кислота, которая при отдыхе исчезает. В связи с этим при конструировании кульвертов и рыбоходов необходимо предусматривать заводи (затоны) для отдыха.

Поскольку для свободной миграции рыб через МГТ в меженный период труба должна быть естественным продолжением русла водотока, то уклон МГТ не должен превышать естественный уклон водной поверхности ниже по течению при гидравлических условиях меженного периода с малым расходом. В паводковый период не допускается затопление входного отверстия трубы. Уклон кульвертов, уложенных на поверхность дна без внутренних гасителей и разделителей потока, не должен превышать 0,5%. При этом по всей длине кульверта должна создаваться необходимая глубина. Водопропускные трубы из гофрированного металла, имеющие повышенную шероховатость за счёт установки дополнительных внутренних гасителей скорости и разделителей потока, могут быть установлены и с более крутыми уклонами (от 0,5% до 12%) в зависимости от типа проекта.

Более сложные конструктивные решения с устройством в водопропускных сооружениях встроенных перегородок или рыбоходов (рис. 4.32 и 4.33) обычно используются в тех случаях, когда уклон трубы превышает 5% и нет возможности для имитации структуры потока внутри трубы. На небольших лососевых ручьях трубы можно укладывать с уклоном менее 0,5% при условии обеспечения минимальной требуемой глубины воды на всём протяжении МГТ.



Наличие более полной информации о существующих экологически безопасных и экономичных технических решениях и методах их расчета при разных условиях эксплуатации и взаимодействия МГТ с экосистемой водотока часто определяет выбор оптимального конструктивного решения водопропускного сооружения. При этом центральным элементом комплекса по снижению отрицательного воздействия дорожно-мостовых техногенных сооружений на окружающую среду являются водоотводные и очистные сооружения.
На нерестовых водотоках необходимо выполнять дополнительные требования, направленные на охрану рыбных запасов и среды их обитания. МГТ должны устанавливаться так, чтобы нерестилище не заиливалось, не происходило взмучивание воды и не увеличивалась мутность водного потока, не деформировались русло водотока и места нереста, не изменялись скорости течения.

Если в нерестовом водотоке наблюдаются колебания уровня воды, то при проектировании водопропускных сооружений необходимо обеспечить возможность прохода рыбы (подъем и скат, в т.ч. молоди) при самых низких отметках горизонта воды. Выход и вход в водопропускные трубы должен быть плавно сопряжен с дном водотока. В этой связи в первую очередь важно корректно оценить гидравлическую схему и параметры режима работы искусственного водопропускного сооружения. Поскольку важнейшими факторами, влияющими на скорость течения потока в МГТ, помимо уклона МГТ, шероховатости и размера отверстия водопропускного сооружения, являются конструктивные условия на входе и выходе из МГТ, то при обосновании возможности пропуска рыбы через МГТ надо выбирать такой режим, чтобы перед входом в МГТ не формировались завихрения в потоке, мешающие заходу рыбы, а максимальная скорость движения корреспондировалась со скоростью течения, преодолеваемой превалирующей породой рыбы. Мусорозадерживающие и противовихревые устройства могут отрицательно влиять на устойчивость гидравлического режима и на пропускную способность МГТ, поэтому лучше, по возможности, устраивать на зарыбленном водотоке специальные бассейны перед оголовком трубы (рис. 4.34).
Очаги эрозии в придорожных ландшафтах могут развиваться в кюветах, на входных и выходных участках водопропускных сооружений. Повышенная мутность водотока отрицательно влияет на весь процесс нереста. Она снижает содержание кислорода в воде, способствует заиливанию икры и её гибели. Поэтому для уменьшения мутности нерестового водотока следует закреплять или хотя бы не разрушать при строительстве береговую полосу, использовать шпунтовые ограждения, сохранять водоохранную зону. Участки с нарушенным дерновым покровом должны быть защищены с помощью растительности или других средств от водной эрозии в течение семи календарных дней после завершения строительства. Повторная рекультивация берегов должна быть выполнена в течение одного года с применением местных видов растений. Саженцы древесных растений следует высаживать с интервалом не более 1 м (в центре) с гарантией выживаемости не менее 80%.



В период миграции рыб-производителей в нерестовый водоток и развития икры на нерестилище строительство водопропускных сооружений запрещено. При нарушении естественного хода нереста рыбы после ввода в эксплуатацию водопропускного сооружения из сборных металлических гофрированных конструкций можно рекомендовать следующие мероприятия: перенос места расположения сооружения; компенсационные мероприятия; строительство обводного водотока; природоохранные мероприятия (охрана нерестилища, защитные лесополосы, устройство очистных сооружений, отстойников и т.д.).

Качество воды в нерестовых водотоках должно соответствовать нормативным показателям состава и свойств воды, используемым для рыбохозяйственных целей. Общими показателями качества воды природных водотоков являются содержание в воде растворённого кислорода, pH и ВПК. При недостаточном количестве растворённого в воде кислорода наступают заморы. Нормой для нерестовых водотоков считается величина не менее 6 мг/л. Кислотность в водотоках весной может составить pH = 8,0...8,3, в горах - около 7. При поступлении воды из болот ее кислотность снижается до 6,5...6. Контроль величины pH является важным и для оценки коррозионной устойчивости материала гофрированных металлических труб. Показатель ВПК (окисляемости) воды является индикатором присутствия органических веществ в воде. ВПК в горных водотоках должен составлять: 1,2... 1,5 мг О2/л, в водотоках с зарослями - 3...20 мг О2/л, в болотистых районах - 30...60 мг О2/л.

Главными факторами негативного воздействия построенного водопропускного сооружения на среду обитания рыб при эксплуатации водного объекта являются вынос продуктов эрозии в водоток, загрязнение реки взвешенными наносами и мусором, заиление. Существенным препятствием для миграции рыб вверх по течению могут являться неудовлетворительное обслуживание дороги и небрежное строительство: захламление трубы хворостом, плавающим бытовым и строительным мусором; близкое примыкание дороги к берегу водотока; проседание дорожного полотна, приводящее к деформации мостового или трубчатого переходов; некачественный временный ремонт водопропускного сооружения и т.п. Близость дороги к нерестовым водотокам, как правило, приводит к увеличению содержания в воде взвешенных веществ, изменению ее запаха, привкуса и окраски, возможно также появление плавающих примесей и привнесенных токсичных веществ. Поэтому соответствующие показатели воды также должны входить в перечень показателей, контролируемых при мониторинге водотоков после возведения МГТ.

Защита водоемов и водотоков от загрязнения при эксплуатации МГТ включает в себя проведение комплекса мероприятий по сокращению загрязнения придорожной полосы, недопущению неконтролируемого прямого стока грязной воды в водотоки вблизи дороги, устройству защитных и очистных сооружений (рис. 4.35). Службе эксплуатации следует постоянно поддерживать в рабочем состоянии все водоотводные сооружения на участке дороги с МГТ в районе нерестового водотока.

Для этого необходимо своевременно выполнять следующие работы:

- очищать замусоренные участки водоотводных канав, обеспечивая продольный уклон дна не менее 10°;
- восстанавливать нарушенное укрепление канав;
- очищать и содержать в исправном состоянии водопропускные трубы и их оголовки;
- выполнять очистку устьев дренажных устройств от сползшего по откосу грунта с последующей подсыпкой и укреплением откоса посевом трав с развитой корневой системой;
- контролировать состояние дренажных устройств и очищать внутреннюю полость дрен;
- выполнять очистку отстойников до проектной глубины и отсыпку вокруг них грунта для защиты от стока поверхностных вод;
- осуществлять контроль, очистку, смену кассет и ремонт специальных систем очистки ливнестока.

Для перехвата поверхностного стока и его отведения к водопропускной трубе целесообразно применять традиционные очистные сооружения (ОС) - специальные устройства или их миксированные решения: нагорно-ловчие канавы, ливнестоки, водоприемные колодцы и пр. Для очистки ливневых поверхностных сточных вод, поступающих с автомобильных дорог разных технических категорий в нерестовые водотоки или водоёмы рыбохозяйственного назначения, на мостах и автомобильных дорогах Росавтодор рекомендует использовать следующие типы ОС: фильтрующий патрон; ОС индивидуального проектирования из сборного и монолитного железобетона; установки модульного типа (наземные и подземные); пруды-отстойники каскадного типа с использованием габионов и биологической очисткой.



Это могут быть как типовые сооружения: пруды-отстойники, каскад многокамерных отстойников, габионные фильтрующие сооружения (рис. 4.36), рассеивающие выпуски, локальные очистные закрытые сооружения и т.д., так и биоинженерные мероприятия, например, биоплато с использованием высшей водной растительности, которая способствует процессам самоочищения поступающего с придорожной территории поверхностного стока (рис. 4.37). В последние годы начинают получать всё более широкое распространение очистные сооружения в виде прудов-отстойников каскадного типа (рис. 4.38). Они предназначены для очистки ливневых поверхностных сточных вод до норм сброса в водные объекты рыбохозяйственного значения и применяются на мостовых переходах автомобильных дорог как высоких, так и низких технических категорий.



На дорогах низких категорий большей частью применяются пруды-отстойники, состоящие из 1-го или 2-х каскадов (рис. 4.38а), на дорогах высоких технических категорий - каскады отстойников, состоящие из 4-х и более камер (рис. 4.38б). Они устанавливаются на примагистральной территории в нижнем бьефе водосбросной сети, обеспечивающей отвод сточных вод с территории проезжей части к ОС (лотки, кюветы, трубы, закрытые коллектора и пр.).



Среди инновационных типов ОС следует выделить габионные очистные фильтрующие сооружения (ГОФС). С 1997 г. десятки габионных фильтрующих водопропускных и ОС построены практически на каждой реконструируемой автомагистрали в Москве и Московской области (МКАД, 3-е транспортное кольцо, на вылетных трассах: МКАД -аэропорт «Внуково», МКАД - аэропорт «Шереметьево», Киевское, Боровское шоссе, а/д «Украина», а/д «Урал» и др.) (рис. 4.39). В их состав кроме отстойников и мелководного биоплато (биологический пруд), засаженного высшей водной растительностью, в настоящее время включаются фильтрующие дамбы (камеры) с зернистой загрузкой и сорбентами (рис. 4.40). Причем камера с сорбентами устанавливается после биоплато - для доочистки поверхностного стока в холодный период года до уровня ПДК рыбохозяйственных водоёмов. Благодаря этому обеспечивается возможность модификации таких систем за счет использования более совершенных фильтрующих и сорбционных материалов, которые могут появиться в будущем. Размещение, количество и параметры ГОФС определяются в зависимости от топографической характеристики местности, расчетных площадей водосбора и проектного профиля полотна дороги, с которой происходит поверхностный сток. Площадь водосборного бассейна для таких сооружений незначительна - от 1,5 до 5,0 га. Основной отличительной особенностью этих сооружений является максимальная приближенность к существующему ландшафту. Они располагаются в оврагах местного рельефа и повторяют их форму. Ограждающими конструкциями в них являются габионы и матрасы Рено, часто дно их песчаное. Есть ряд организаций, занимающихся проектированием и строительством таких ГОФС («Эколандшафт», «Габиком» и др.).



Конструкции ГОФС разнообразны, но можно выделить ряд наиболее интересных современных решений таких классических стационарных ОС. Например, технические решения по очистке поверхностного стока, разработанные ЗАО «ЦПЭ-Экотерра» на основе рекомендаций СНиП и ВСН, а также на основе типовых решений, использованных на объектах г. Москвы и Московской области, эффективно обеспечивают очистку талых, ливневых и моечных вод в комплексе гидротехнических сооружений. Осветление воды в них производится путем отстаивания и фильтрования с доведением уровня загрязнений до ПДК по контролируемым параметрам.
Такие очистные комплексы по принципу работы можно разделить на два типа: с горизонтальной фильтрацией воды через блоки фильтров и с подачей потока к фильтрам снизу вверх. Комплекс обеспечивает основную трехступенчатую очистку стока. Первая ступень очистки - отстойник - обеспечивает очистку на 90...100% от плавающего мусора. Осветление воды происходит за счет всплытия нефтяных продуктов и осаждения тяжелых фракций, с задержанием их в сооружении и с последующим периодическим удалением. Отстойник обеспечивает очистку стока по нефтяным продуктам до 90...95%, а по взвесям до 85...90%. Высокая степень очистки достигается путем задержания разовой порции ливня и постепенной его сработки в течение суток. Вторая ступень очистки может быть с горизонтальным либо с вертикальным блоком фильтров. Очистка производится путем задержания взвешенных твердых частиц и нефтепродуктов на фильтрах с подачей воды снизу, с доведением итоговой степени очистки по нефтяным продуктам в зависимости от материала фильтров до 97...99%, а по твердым фракциям до 98%. Заполнителем фильтра служат сорбенты типа цеолит, шумгизит, вермикулит, версойл и т.п. Сейчас на ОС России внедряют шунгитосодержащие и шунгитовые породы (шунгитовый щебень «Экофил» и др.). Конструкция фильтровых кассет и материалов заполнителя корректируется в рабочем порядке по согласованию с эксплуатирующей организацией. Третья ступень очистки - горизонтальный блок фильтров с тканью Мегасорб (4...5 слоев), обеспечивает доведение очистки воды до нормативных показателей за счет свойств материала. Блоки тонкой очистки образованы путём установки 2-х рядов габионов с заполнением фильтрующей тканью межблочного пространства. Для обеспечения прохождения паводковых расходов через ГОФС предусмотрено устройство аварийного сброса с пропускной способностью в пределах до 350 л/с. Он выполняется в виде трапецеидального лотка либо трубы, расположенной параллельно отстойнику. Обеспечение уровненного режима и отсутствие фильтрации производится путем установки геомембраны. Следует отметить, что режим работы фильтра формируется постепенно во времени и корректируется опытом эксплуатации.

Для улучшения очистки поверхностного стока (считается очистка эффективной, если на выходе из фильтрационного бассейна концентрация взвешенных веществ составляет 10 мг/л, нефтепродуктов -0,05...0,3 мг/л) можно выполнять миксированные технические решения, например, применяя гидроботанические площадки совместно с ГОФС, причём количество водоёмов в ГОФС с биоплато можно принимать разным (рис. 4.41), целесообразно использовать дополнительно микроорганизмы-нефтедеструкторы (рис. 4.42) и т.п. Таким образом, если первые ГОФС, например, на МКАД, были просто водопропускными фильтрующими ОС с методом механической очистки, то сейчас используется несколько степеней защиты - от взвешенных веществ, от нефтяных продуктов, от тяжелых металлов и т.д.
Расчёты по определению нагрузки стоков, поступающих в камеру отстоя механических взвесей и назначению количества камер отстойников для разделения фито- и зоопланктона при крупных автотрассах приводятся в специальной литературе.

В период эксплуатации основными вопросами охраны окружающей среды, особенно на нерестовых водотоках, помимо надёжной бесперебойной работы системы водоотвода, исключающей попадание воды и других веществ с проезжей части в почву, является контроль за уровнем шума.



При проектировании искусственного сооружения с параметрами, обеспечивающими свободный режим движения автомобилей, шумовое воздействие на окружающую среду со стороны транспортного потока существенно снижается. Кроме того, габариты проезжей части, обеспечивающей необходимую пропускную способность автодороги, непрерывность транспортного потока, исключающей вынужденные остановки транспорта, торможение и разгон автомобилей, приводят к уменьшению загазованности воздуха в районе устройства МГТ. Шум, создаваемый транспортом и усиливающийся в тоннелях и трубах, может стать одной из причин непрохождения рыб-производителей через водопропускные сооружения, поскольку рыбы очень чувствительны к силе и высоте звука (табл. 4.3).

Примечание. Различные виды транспорта производят шум разного уровня: легковой автомобиль в 30 м производит шум в 66 дБ; общественный транспорт в 15 м - 76 дБ; крупные магистрали в среднем - 80 дБ; грузовик - 120 дБ. Для транспортных средств установлена норма внешнего шума до 60...65 дБ.

С учётом воздействия на рыб шумов при проектировании водопропускных сооружений из СМГС на нерестовых водотоках рекомендуется:

- избегать размещения их в местах расположения нерестилищ, зимовальных ям и в местах нагула молоди рыб;
- предусматривать обязательное согласование дорожной службой с органами рыбоохраны режима движения транспорта в период миграции рыб-производителей на места нереста рыб (ограничивать до минимума скорость автомашин на этом участке, направлять основной поток машин в объезд и т.п.);
- для снижения шума на участке пересечения МГТ с нерестовым водотоком выполнять ряд специальных эксплуатационных мероприятий (устанавливать прорезиненные перекрытия, сглаживать покрытия автодорог, заделывая ямы, трещины, бугры и т.д.).

При оценке загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом расчеты выбросов и рассеивания в атмосфере загрязняющих веществ, содержащихся в выхлопных газах, выполняют для всего участка дороги в целом, включая проектируемое сооружение из СМГС. Согласно этим расчетам рассеивание должно происходить в пределах полосы отвода, а объём выбросов отработанных газо-воздушных смесей машинами и механизмами при строительстве труб должен учитываться в общем объеме выбросов по дороге.

Таким образом, использование МГТ в сочетании с известными методами минимизации влияния на окружающую среду (наличие организованных ливнестоков с транспортных магистралей, биоинженерных очистных сооружений, а также специальных конструктивных элементов, позволяющих сохранить естественную среду обитания рыб) может значительно замедлить деградацию любых водотоков, в том числе и нерестовых. Используемые в качестве водопропускных сооружений МГТ, запроектированные с учётом современных экспериментально подтверждённых методик гидравлического расчёта, выполняют также существенные природоохранные функции.