The use of pre-dams with plant filters to improve water quality in storage reservoirs

• Autorzy: Czamara W. , Czamara A. , Wiatkowski M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie zbiorników wstępnych z filtrem roślinnym do poprawy jakości wody w zbiornikach retencyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the way of water quality improvement in storage reservoirs, using pre-dams with plant filters Pre-dams, built above the main reservoirs, reduce the inflow of pollutants transported by the river and take over most of biochemical processes responsible for eutrophication of the stored water. As a result, water flowing to the main reservoir contains smaller loads of pollutants. The above-mentioned method is more economic, requires relatively short construction time and is less laborious than generally used methods of surface water protection. It is specially recommended to improve the quality of water in small reservoirs, where quick silting and eutrophication occur. Proper functioning of pre-dams depends on proper selection of their parameters, such as: water storage time, water flow velocity, filling depth and type of plant filters. The authors estimated the effectiveness of a pre-dam reservoir situated above the main reservoir in Mściwojów on the Wierzbiak River The pre-dam reservoir consists of a three-chamber sediment tank and three chambers with plant barriers. The purpose of the chambers is to decrease the quantity of sediments, the biogenic substances and other pollutants carried with water flowing to the main reservoir. Research carried out during the period 2000-2001 showed that pre-dams significantly contributed to the improvement of the water quality in the main reservoir - nitrates were eliminated in ca 65% and phosphates in ca 52%.

PL

W artykule przedstawiono metodę poprawy jakości wody w zbiornikach retencyjnych przy zastosowaniu zbiorników wstępnych z filtrem roślinnym. Zbiorniki wstępne lokalizowane powyżej zbiorników głównych zmniejszają dopływ zanieczyszczeń transportowanych rzeką i przejmują znaczną część procesów biochemicznych, które powodują eutrofizację retencjonowanej wody. W efekcie do zbiornika głównego dopływa woda ze zmniejszonym ładunkiem zanieczyszczeń. Metoda ta jest bardziej ekonomiczna, wymaga krótszego okresu realizacji i jest mniej pracochłonna niż ogólnie stosowane metody ochrony wód powierzchniowych. Jest ona szczególnie zalecana do poprawy jakości wody w małych zbiornikach podatnych na intensywne zamulanie i eutrofizację. Prawidłowa budowa i eksploatacja zbiorników wstępnych zależy od właściwego doboru ich parametrów, takich jak: czas magazynowania wody, prędkość przepływu wody, głębokość zalewu i doboru filtrów 'roślinnych. Autorzy ocenili skuteczność działania zbiornika wstępnego usytuowanego powyżej zbiornika głównego w Mściwojowie na rzece Wierzbiak. W zbiorniku wstępnym wydzielono (trzykomorowy) osadnik oraz trzy komory z przegrodami roślinnymi. Głównym celem tych urządzeń jest zmniejszenie ilości rumowiska, substancji biogennych oraz innych zanieczyszczeń niesionych wraz z dopływającą wodą do zbiornika głównego. Badania przeprowadzono w okresie 2000-2001. Otrzymane wyniki wykazały znaczącą rolę zbiornika wstępnego w poprawie jakości wody dopływającej do zbiornika głównego - nastąpiło zmniejszenie ilości azotanów o około 65%; fosforanów - o około 52%.

Słowa kluczowe

EN

storage reservoirs; pre-dams; water quality; water protection

PL

zbiornik retencyjny; zbiornik wstępny; jakość wody; ochrona wód

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, spec.
• Strony: 79--89
• Opis fizyczny: bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czamara W.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Engineering pi. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław, Poland

autor

Czamara A.

autor

Wiatkowski M.

• Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Engineering pi. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Benndorf, J., K. Ptltz, H. Krinitz, W. Henke: Die Funktion der Vorsperren zum Schutz der Talsperren vorEutrophierung, WWT, 25, 1, 19-25 (1975).
• [2] Benndorf J., K. Piitz: Control ofEutrophication ofLakes and Reservoirs by Means ofPre-Dams -1. Mode of Operation and Calculation of the Nutrient Elimination Capacity, Wat. Res., 21, 7, 829-838 (1987).
• [3] Benndorf J., K. Piltz: Control of Eutrophication of Lakes and Reservoirs by Means of Pre-Dams - II. Validation of the Phosphate Removal Model and Size Optimization, Wat. Res., 21, 7, 839-842 (1987).
• [4] Czamara A., L. Grześków: Ocena skuteczności działania zbiornika wstępnego w Mściwojowie, Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. PAN (to be printed 2008).
• [5] Czamara W., M. Wiatkowski, K. Wojarnik: Ocena pierwszego etapu pracy zbiornika wstępnego w Mściwojowie, Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu, 385, Inż. Śród., XI, 81-90 (2000).
• [5] Czamara W., M. Wiatkowski: Ochrona zbiorników wodnych malej retencji przed zanieczyszczeniami antropogenicznymi, Prace Instytutu Geografii AŚ w Kielcach, 7,259-267 (2002).
• [6] Czamara W., M. Wiatkowski: Zastosowanie zbiornika wstępnego w Mściwojowie do ochrony retencjonowanej wody, Roczniki AR w Poznaniu, CCCXLII, 43-52 (2002).
• [7] Czamara W., M. Wiatkowski: Dopływ głównych substancji biogennych do zbiornika wodnego w Mściwojowie, Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu, 502, Inż. Śród., XIII, 43-50 (2004).
• [8] Kasza H.: Symptomy eutrofizacji a sukcesja ekologiczna w Goczałkowickim zbiorniku zaporowym, [in:] Konferencja Naukowa Procesy biologiczne w ochronie i rekultywacji nizinnych zbiorników zaporowych, Bibl. Monit. Śród., Łódź 1995, 143-154.
• [10] Kondracki J.: Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.
• [11] Paul L.: Nutrient elimination in pre-dams - results of long-term studies, Hydrobiologia, 504, 289 - 295 (2003).
• [12] Tarczyńska M., R. Osiecka, R. Kątek, A. Błaszczyk, M. Zalewski: Przyczyny i konsekwencje powstawa nia toksycznych zakwitów sinicowych w zbiornikach, Zesz. Nauk. Komitetu Człowiek i Środowisko, 18, 51-72(1997).
• [13] Wiatkowski M., W. Czamara, K. Kuczewski: Wpływ zbiorników wstępnych na zmiany jakości wód retencjonowanych w zbiornikach głównych, Works and Studies - Prace i Studia nr 67, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN, Zabrze 2006, ss. 121.
• [14] Wilson H.M., M.T. Gibson, P.E. O'SuIlivan: Case Studies and Reviews, Analysis of current policies and alternative strategies for the reduction of nutrient loads on eutrophicated lakes: the example ofSlapton Bay, Devon, Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, 3, 239 - 251 (1993).
• [15J Żbikowski A., J. Żelazo: Ochrona środowiska w budownictwie wodnym. Materiały informacyjne MOŚ-ZNiL, Warszawa 1993