Практически любой водоем (водохранилище) фактически является аккумулятором загрязняющих веществ, которые попадают в него в составе сточных вод. Основные источники поступающих загрязнений:
– неочищенные или слабо очищенные сточные воды (с селитебных территорий и промышленных предприятий);
– береговая линия, застроенная в пределах водоохранной зоны водоема;
– удобрения с сельскохозяйственных земель;
– объекты рекреации, маломерного флота и т.п., связанные с организованным и неорганизованным водным отдыхом населения.
Сточные воды различного происхождения поступают с водосборного бассейна водоема. В самом водоеме происходит интенсивное разбавление этих вод, что имеет место благодаря:
– наличию в водоеме большого объема условно чистой воды (как изначально находящегося в водном объекте, так и поступающему извне);
– биохимическими процессами самоочистки, проходящими в водоеме.
Помимо разбавления имеет место выделение и осаждение взвешенных и влекомых наносов — так называемая грубая очистка, результатом которой становится образование донных отложений. Параллельным процессом является сорбция вредных веществ на тонкодисперсных фракциях грунтов (частицы глин и др.), посредством которой они исключаются из дальнейшего взаимодействия и круговорота в природной среде.
Таким образом можно говорить о том, что в водоемах естественным путем происходит первая стадия очистки стока. Вместе с тем следует помнить, что в случае внешнего нарушения описанных процессов очистки и отложения — при проведении дноуглубительных работ, резком и существенном понижении отметки зеркала воды (нормального подпорного уровня, поддерживаемого гидроузлами), взмучивании воды на мелководных участках при их значительной площади — может произойти нарушение достигнутого баланса и повторное загрязнение экосреды. Т.е. водоем не может гарантированно выполнять захоранивающую функцию. Однако в целом опыт длительной эксплуатации крупных водоемов (водохранилищ) в качестве природных отстойников показывает, что как правило наблюдается картина надежной фиксации загрязняющих веществ в пределах донных отложений.
К основным факторам, обеспечивающим высокую устойчивость естественной природной среды водоемов и предохранение донных отложений, относятся:
– достаточная глубина водоема, при которой исключается взмучивание донных слоев;
– минимальная величина колебания уровня зеркала воды (естественного или подпёртого плотиной гидроузла);
– максимально теплый климат, при котором интенсифицируются процессы природного самоочищения водной среды;
– достаточность содержания в воде растворенного кислорода;
– освобождение водоохранной зоны водоема от загрязняющих объектов;
– снижение антропогенного воздействия на водосборную территорию водоема;
– повсеместное внедрение эффективных очистных сооружений (ЛОС и др.) загрязненных стоков различного происхождения.
Проектирование очистки загрязненных донных отложений представляет собой очень сложную инженерную задачу. На настоящее время отсутствуют технические и строительные методы, позволяющие произвести эффективное удаление вредных донных слоев грунта без полномасштабного загрязнения чаши водоема (пруда, водохранилища). По этой причине проекты таких работ обычно реализуются только для малых водоемов, и практически всегда предусматривают полную замену имеющегося объема воды. Для средних и крупных объектов реализация проектов по удалению загрязненных донных отложений в настоящее время пока затруднена. В этом имеется коренное отличие от работ по очистке водотоков (рек и ручьёв), для которых в составе проектной документации могут быть разработаны различные инженерные решения.