Проблемы озера Кабан

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проблемы озера Кабан

Озеро Средний Кабан расположено в центральной части Приволжского района г. Казани.

Морфометрические параметры озера Средний Кабан соответствуют требованиям, предъявляемым к проведению соревнований и учебно-тренировочного процесса по гребле. В связи с этим акватория озера была выбрана для размещения Центра гребных видов спорта, где пройдут соревнования XXVII Летней Всемирной Универсиады 2013 г. Однако в настоящее время осуществлению проекта препятствует высокая степень загрязненности воды и донных отложений озера Средний Кабан. Оз. Средний Кабан является самым крупным по площади из всех озер системы озер Кабан, стратифицированным водоемом, площадь его составляет 129 га.

Таблица 1. Основные морфометрические характеристики озера Средний Кабан

Происхождение озер системы Кабан - старично-карстовое или эрозионно-карстовое, их следует относить к древним старицам р. Волги. Ориентировочный возраст озерной системы Кабан - около 10 - 40 тысяч лет. Озерная система Кабан состоит из трех водоемов - Нижний, Средний, Верхний Кабан и двух протоков. Нижний и Средний Кабан соединяются между собой протоком Ботанический.

Озеро Средний Кабан - самый крупный водоем системы, расположен к югу от Нижнего Кабана. Береговая линия озера извилистая и образует по западному берегу два довольно глубоких залива. Северо-восточный берег озера довольно плоский, юго-западный - крутой, местами обрывистый, на нем расположено большинство промышленных предприятий и жилых застроек. От Чертова угла в сторону Верхнего Кабана и водохранилища отходит дрена (длина более 2 км, ширина 10 м, глубина до 1,5 м), по которой отводится избыток воды (ежегодно откачивается до 23 млн. м³). Оз. Средний Кабан относится к частично зарегулированным водоемам, уровенный режим его в основном держится на отметке 51,5 м абс. выс.

В приходной части баланса озера Средний Кабан основной составляющей является сброс с ТЭЦ-1 (49,72%), сброс вод от метрополитена (22,2%), а также подземный приток, на долю которого приходится 17,2% общего поступления воды в водоем. Доля осадков с учетом стока с площади водосбора составляет около 5,5%, следовательно, гидрохимические условия в озере Средний Кабан определяются химическим составом грунтовых вод. В расходной части баланса основной составляющей является поверхностный сток из озера, на долю которого приходится 47,7% общего расхода воды в озере. Хозяйственное использование значительно, забор воды составляет около 60% водооборота. Водообмен в озере (за счет притока вод и стока) происходит по расчетам 1 раз в 179 суток (то есть 2 объема воды в год).

Стратификация воды по температуре в озере Средний Кабан отчетливо выражена, при этом толщина эпилимниона (поверхностного слоя) на протяжении большей части вегетационного периода составляет 2-4 м, металимнион располагается в оз. С. Кабан - от 4 до 10 м. Разница в температуре воды в поверхностном слое озера около спуска сбрасываемых вод ТЭЦ-1 составляет 5-6 ^оC, особенно в холодное время года (08.10.2009 г. температура сбрасываемой воды ТЭЦ-1 составляла 16 ^оC, температура воды на поверхности озера - 15^оC, в 15 м от поступления сточной воды - 10^оC). В течение большей части года воды притоков не перемешиваются с нижними слоями, растекаясь по поверхности. Перемешивание происходит в весенний и осенний периоды гомотермии.

Тип воды в озере Средний Кабан - сульфатно-кальциевый (по результатам исследований 2005-2009 гг.). В течение периода исследований состав воды изменился: в 2002 г. вода озера относилась к гидрокарбонатно-кальциевому типу. Сумма главных ионов изменилась за 2005-2009 гг. в поверхностных слоях от 758 мг/л до 958 мг/л («повышенная минерализация»), в придонных - от 757 мг/л до 1402 мг/л («высокая минерализация»).

За последние 5 лет исследований средние значения суммы главных ионов увеличились от 758 мг/дм³ до 845 мг/дм³. В катионном составе с незначительными колебаниями значений преобладал кальций, в анионном - сульфаты. Значительную роль в формировании сульфатного типа воды играют сточные воды, особенно, от сбрасываемых вод ТЭЦ-1, содержание сульфатов в которых на протяжении последних 8 лет обычно в 1,8-3,3 раза превышает предельно допустимые нормы.

Газовый состав в озере Средний Кабан соответствовал эвтрофным водоемам: в поверхностных слоях содержание растворенного кислорода соответствует перенасыщению кислорода (118-146% насыщения), в придонных - полное его отсутствие. Такой режим соответствует разряду качества «умеренно-загрязненных вод». Присутствие сероводорода отмечается на всех глубинных станциях по запаху (2-3 балла) с глубины 6 м, содержание H₂S на глубине 10-15 м составляет 0,0011 мг/дм³.

Неблагополучный газовый режим формируется за счет накопления органического вещества, поступающего со сточными водами. Величина биохимического потребления кислорода (БПК₅) изменялась в воде озера от 0,19 до 17,8 мг О/дм³ (разряды качества воды от «очень чистой» до «предельно грязной»). При этом в поверхностных слоях воды озера БПК₅ составляло 1,2-6,4 мг О/дм³ (3,2 ПДК_р/х), в придонных - 2,4-17 (1,2-8,9 ПДК_р/х). В сезонной динамике максимальные значения (1,5-2,8 ПДК_р/х) в поверхностном слое отмечались в августе-сентябре.

Поверхностный слой воды (от 0 до 2 м) загрязнён сероводородом и нитритами (2,2-3 и 2,4 ПДК), относится по эколого-санитарной классификации качества поверхностных вод к IV классу качества, разряду умеренно-загрязненных вод (табл. 1). Слой воды от 2 до 4 м также загрязнён сероводородом и нитритами (2,8 и 16 ПДК), относится к чрезвычайно грязным водам (V класс качества воды). Слой воды от 4 до 10 м является наиболее загрязнённым, относится к грязным, наблюдаются превышения по значениям БПК, ХПК, биогенным веществам.

Индекс загрязненности воды (ИЗВ₆) в озере Средний Кабан изменялся по годам и соответствовал общей характеристике воды озера в 2009 г. в поверхностных слоях озера - III классу («умеренно-загрязненные» воды), в придонных слоях - VII классу («чрезвычайно грязных» вод). Средние значения ИЗВ (по 6 показателям) изменялись в поверхностных слоях (за 2005-2009 гг.) от 1,04 до 5,07, в придонных слоях (2009 гг.) - от 117,19 до 146,49. Такие значения обусловлены значительными превышениями предельных концентраций в придонных слоях воды по нефтепродуктам и тяжелым металлам.

Длительное антропогенное загрязнение озер Кабан промышленными и бытовыми сточными водами вызвало значительное загрязнение донных отложений соединениями тяжелых металлов, нефтепродуктами. Донные отложения загрязнены соединениями меди (в 4-7 раз выше фоновых значений по Республике Татарстан), нефтепродуктами (в 2-4 раза выше допустимых значений), цинком (1-4 раза выше фоновых значений по РТ), никелем (1,6 раз выше фоновых значений по РТ), марганцем (1,5-3 раза выше фоновых значений по РТ). Загрязнение придонных слоев воды происходит в ходе процессов миграции элементов тяжелых металлов в системе вода-донные отложения.

Качество воды в озере Средний Кабан по гидрохимическим показателям является неудовлетворительным. Загрязнение озера определяется присутствием большого количества органических и биогенных веществ, накоплением высокотоксичных веществ (тяжелыми металлами и нефтепродуктами) в придонных слоях воды, вызывающих ухудшение газового режима всего озера. При этом непосредственное воздействие со стороны организованных мест выбросов сточных вод не выделяется на фоне общего качества поверхностных вод озера. Максимальное загрязнение озера происходит от придонных слоев воды, качество которых всегда оценивается как «предельно грязное» с содержанием целого комплекса загрязняющих веществ. Таким образом, вторичное загрязнение воды озера от донных отложений является одним из наиболее опасных видов воздействия.

Илы озера Средний Кабан по данным 1980-х гг. относились к сапропелям с низким содержанием органических веществ, имели преимущественно черный цвет, патологичную структуру, были сильно заражены сероводородом и имели высокое содержание загрязняющих веществ и яиц гельминтов.

По данным 2002 г. илы озера во влажном состоянии имеют черный цвет, выделяют запах сероводорода, вязки. По данным отдела «Сойл» экологического факультета КГУ за 2002 г. верхняя часть донных отложений характеризуются следующими показателями. Цвет донных отложений при высыхании - коричневый. Гигроскопическая влажность - 3,38. Гранулометрический состав - суглинок тяжелый; содержание физической глины (фракции <0,01 мм) - 57,2% (в т.ч. содержание илистой фракции 15,7%), содержание физического песка (фракции >0,01 мм) - 42,8% (в т.ч. содержание фракции крупного песка - 0,5%). Щелочная реакция среды (рН водной - 7,6), содержание органического вещества - 7,07%, К₂О валовый - 1,85%, валовый азот - 0,185%, валовый фосфор - 0,065%.

Валовое содержание тяжелых металлов в донных отложениях в 2002 году составляло: меди - 24 мг/кг, цинка - 89 мг/кг, марганца - 254 мг/кг, свинца - 5 мг/кг, кадмия - менее 10 мг/кг сухого веса.

По данным 2007 г. верхняя часть донных отложений озера характеризуются следующими показателями. Гранулометрический состав - суглинок легкий; содержание физической глины (фракции <0.01 мм) - 20.3% (в т.ч. содержание илистой фракции 11.6%), содержание физического песка (фракции > 0.01 мм) - 79.7% (в т.ч. содержание фракции крупного песка - 17.8%). Слабо щелочная реакция среды (рН водной - 7.29). Содержание органического вещества - 3.82%, валового азота - 0.01%, валового фосфора - 0.032%. В 2009 г. выявлено, что донные отложения на всех станциях загрязнены, - превышены фоновые показатели и нормативы по содержанию меди (в 4-7 раз выше фоновых значений по Республике Татарстан), нефтепродуктов (в 2-4 раза выше допустимых значений), цинка (1-4 раза), никеля (1,6 раз).

Озеро Средний Кабан долгое время использовалось жителями для рекреационных целей. В 1930-1940 гг. по берегам озера началось строительство крупных промышленных предприятий, сточные воды которых поступали в водоем. Строительство железнодорожной насыпи в 1928 г. значительно ухудшило водообмен с оз. Нижний Кабан. С 1930-х гг. (после введения в эксплуатацию ТЭЦ-1) озеро фактически является водоемом-охладителем. До начала 1990-х гг. в озеро Средний Кабан поступали хозяйственно-фекальные сточные воды, воды ливневой канализации, промышленные сточные воды, в том числе с химкомбината, ТЭЦ-1, заводов СК им. Кирова, РТИ, «Искож», «Теплоконтроль». Начиная с 1983 г., в ходе проведения оздоровительных мероприятий, большая часть промышленных сточных вод была отведена на очистные сооружения, нагрузка по загрязняющим, токсичным веществам значительно уменьшилась. В 1981 и 1993 гг. в озере (в 1993 г. - в дрене, вытекающей из озера) наблюдались заморы рыбы.

В настоящее время на экосистему озера Средний Кабан оказывается существенное антропогенное воздействие со стороны предприятий и коммунально-складских территорий Закабанной промзоны Юго-западного промышленного узла, расположенных на левом берегу на удалении 47-800 м от озера и включающих 57 объектов I-V классов опасности. Полный перечень объектов представлен в таблице приложения 1.

На правобережье расположено еще 17 объектов (приложение 2), оказывающих негативное воздействие на окружающую среду и, в частности, на состояние озера Средний Кабан

Санитарно-защитные зоны многих промышленных объектов накрывают большую часть акватории озера Средний Кабан. Расположение предприятий с наветренной стороны относительно озера усиливает неблагоприятное влияние на состояние воздушного бассейна. Имеет место вымывание вредных примесей из атмосферы прямо в воды озера, а также поступление их с ливневым стоком.

Поступление подогретых вод ТЭЦ привело к нарушению термального режима оз. Средний Кабан. Водоем не замерзает в зимнее время в районе выпусков сточных вод, полностью освобождается ото льда на 20-30 дней раньше оз. Нижний Кабан. Забор воды для технологических нужд этого предприятия осуществляется в таком количестве, что весь объем озера проходит через производственный цикл предприятия 5,3 раза в год. Большая часть береговой линии сильно захламлена бытовым и строительным мусором.

Комплексное воздействие (атмосферное загрязнение, ливневая канализация, сброс сточных вод) приводят к загрязнению вод и донных отложений озера Средний Кабан. На основании проведенных гидрохимических исследований рекомендованы мероприятия по очистке озера от загрязненных донных отложений (для омоложения и предупреждения вторичного загрязнения), отвод сточных вод (предприятий и ливневой канализации), строительство ЛОС.

Для оздоровления озера был разработан проект, включавший изъятие загрязненных донных отложений. Гидромеханизированные работы на оз. С. Кабан проводились в 1988 г. Максимальная глубина разработки была 10 м, минимальная - 2,5 м. (Экологическое…, 1993). В соответствии с проектом общий объем изъятых донных отложений должен был составить 3142 тыс. м³.

Для составления полного проекта восстановительных мероприятий необходим мониторинг экологического состояния оз. Средний Кабан, включающий: гидрохимические, гидрофизические, гидробиологические исследования.

Для улучшения качества воды на оз. Средний Кабан необходим комплекс работ по гидротехнической и биологической рекультивации озера Средний Кабан (по очистке, оздоровлению и восстановлению качества воды) для соответствия целям проведения международных соревнований:

Комплекс мероприятий непосредственно по очистке оз. Ср. Кабан должен включать в себя проведение следующих мероприятий:

Очистка дна озера с помощью пульпового земснаряда от загрязненных донных отложений с глубинами разработки в 1-3 м, на котловине озера с глубинами от 3 до 22 м, в течении 2 лет. Мероприятие необходимо провести до осени 2012 г., чтобы взвешенные вещества успели осесть. Кроме того, необходимо предусмотреть последующее использование илов при усушке для пересыпки отходов ТБО на полигонах г. Казани. При проведении очистки озера планируется использовать технологическую установку для обезвоживания изымаемых донных отложений, предлагаемые НПО «Экотон». Подобный проект в настоящее время реализуется на территории Свердловской области для очистки участка Верх-Исетского водохранилища от донных отложений. Стоимость реализации проекта составляет примерно 137 млн. руб. (см. Таблицу 2).

1) Последующее экранирование дна озера (присыпка) песком для временного предотвращения выхода биогенных и загрязняющих веществ из илов. Мероприятие необходимо провести до осени 2012 г., чтобы взвешенные вещества успели осесть.

2) Очистка мелководий озера (на глубинах 0,5-3 м) от крупных затонувших строительных материалов, свай и ТБО.

3) Создание 6-8 аэрационных установок /фонтанов по периметру озера и в лагунах биофильтрации для аэрации воды (см. Приложение 3).

4) Биологическая рекультивация для улучшения качества воды: посадка на мелководьях высшей водной растительности (рогоз, тростник, камыш и др.), сохранение существующей водно-болотной растительности (до 25% от площади озера), создание в лагунах биофильтрации специальных биоплато из двустворчатых моллюсков-фильтраторов, посадка эфиппий низших ракообразных, зарыбление и др.

5) Берегоукрепление озера естественными природными материалами: чередование зеленых склонов с каменной наброской, песчаными отмелями и зарослями естественной водно-болотной растительности.

В настоящее время на участок длиной 2774 п.м. входящий в состав объекта: «Центр гребных видов спорта, озеро Средний Кабан» (участок от стартового рубежа до финишной зоны), проект которого реализуется в рамках подготовке к проведению Универсиады 2013 г., выполнен и передан на рассмотрение Госэкспертизы проект берегоукрепления, ориентировочный срок начала строительства май 2010 г.

Проектом берегоукрепления предусмотрено укрепление береговой линии западной стороны, со строительством тренерской дороги (велодорожки) и освещения, так же предусмотрено строительство ограждения по границе участков частных застроек. Для берегоукрепления предусмотрена каменно-щебеночная смесь фракцией 50-300 мм. Для засыпки предусмотрен щебень (доломитовый или бутовый) который не оказывает негативного влияния на окружающую среду (не растворяется в воде, не радиоактивен, имеет достаточную прочность и морозоустойчивость) и позволяет максимально сохранить существующий контур береговой линии.

Однако для выполнения благоустройства всей береговой линии по периметру озера необходимо выполнить дополнительные мероприятия по берегоукреплению, строительству велодорожки с освещением, озеленению и строительству ограждения общей протяженностью 4750 п.м., не предусмотренные проектом «Центр гребных видов спорта, озеро Средний Кабан», что является целью и предметом настоящего мероприятия.

В состав дополнительных береукрепительных работ входят следующие работы:

1. Очистка береговой линии от бытового мусора (при производстве работ будут использованы экскаватор, бульдозер, самосвал);

2. Укрепление берега отсыпкой дамбы вдоль береговой линии каменно-щебеночной смесью (при производстве работ будут использованы экскаватор, бульдозер, самосвал.);

3. Укрепление береговой линии со стороны озера габионами (при производстве работ будут использованы подъемный кран, ручная работа);

4. Строительство тренерской дороги шириной 6,5 м. (при производстве работ будут использованы экскаватор, бульдозер, самосвал);

5. Строительство линии освещения вдоль дороги (при производстве работ будут использованы буровая установка, подъемный кран для монтажа стоек освещения, подъемник для электромонтажных работ, самосвал);

6. Строительство ограждения по границам участков частных застроек (при производстве работ будут использованы самосвал, мобильный сварочный агрегат САК для монтажа звеньев ограждения из легких металлических конструкций).

7. Благоустройство береговой зоны по периметру озера: очистка от мусора, создание зеленой зоны из газонов и древесно-кустарниковой растительности, сохранение существующих ценных зеленых насаждений.

Вдоль береговой зоны озера Средний Кабан предусматривается непрерывная система озеленения с включением участков существующих зеленых насаждений. Кроме того, предлагается создание сквера на пересечении существующей улицы Даурская и проектируемой улицы, имеющей выход на Оренбургский тракт.

Проведение мероприятий по озеленению и благоустройству увеличит рекреационный потенциал и будет способствовать формированию эстетически привлекательного облика данной территории.

Стоимости дополнительных работ приняты по аналогу - ранее выполненному проекту берегоукрепительных работ для объекта «Центр гребных видов спорта, озеро Средний Кабан».

Стоимость дополнительных работ необходимых для выполнения благоустройства по всему периметру озера Средний Кабан:

Проектные работы: 18.0 тыс. руб.

Берегоукрепление: 189 335 тыс. руб.

Велодорожка шириной 6,5 м: 65 410 тыс. руб.

Освещение: 35 625 тыс. руб.

Ограждение: 20 615 тыс. руб.

Итого: 328 985 тыс. руб.

Стоимость намеченных мероприятий по благоустройству и озеленению, исходя из расчетной площади объектов озеленения общего пользования, равной 32,31 га, составит 101,02 млн. рублей.

Ориентировочная сметная стоимость комплекса работ по очистке оз. Кабан приведена в Таблице 2 и составляет 1474377166 рублей в ценах 2010 г.

Резюме: Без выполнения комплекса мероприятий по очистке озера Средний Кабан Центр гребных видов спорта, где планируются соревнования XXVII Летней Всемирной Универсиады 2013 г., будет не востребован, т.к. качество воды оз. Средний Кабан на настоящее время не соответствует требованиям, предъявляемым для проведения соревнований международного уровня.

Осуществление мероприятий позволит за 2 года (2010-2012 гг.) существенно улучшить качество вод до нормативов, приемлемых для проведения соревнований мирового класса, а также резко повысит эстетическую, природную и рекреационную ценность озера, а также возвратит историческое значение водоема как излюбленного места отдыха горожан.

озеро очистка загрязненность берегоукрепительный

Таблица 2. Ориентировочная сметная стоимость комплекса работ по очистке оз. Средний Кабан

Размещено на Allbest.ru