Особенностью дноуглубления и рекультивации водных объектов (рек, ручьёв, прудов, озёр) является необходимость ведения основного объёма строительных работ в водной среде (русле реки, чаше пруда или озера). В связи с этим на практике нашли применение два основных метода, принципиально различающихся используемой строительной техникой:
1. На основе экскаваторной техники;
2. На основе земснарядов.
Метод, использующий экскаваторную технику, применяется для относительно небольших водотоков. Метод подразделяется на два варианта:
– работа с берега;
– работа с понтонов.
Вариант работы экскаваторов с берега рассматривается при малой ширине русел, когда зона рабочего органа экскаватора покрывает всю фактическую ширину водотока, или же только половину данной ширины, но при этом работы возможно производить с обоих берегов (что случается чаще). Ввиду отсутствия у уреза воды какого-либо дорожного покрытия используются только экскаваторы на гусеничном ходу типа «обратная лопата». Следует иметь в виду, что естественное желание применить экскаваторную технику с большим радиусом охвата ограничивается чрезмерно большими габаритами таких экскаваторов. Работа экскаваторов среднего и большого сегментов (эксплуатационной массой свыше 20 т) в условиях береговой полосы может быть затруднена прибрежной растительностью и слабой несущей способностью основания.
Вариант применения понтонов предусматривает установку экскаваторов на понтоны или баржи. Такой вариант выбирается в проектах по рекультивации водотоков, ширина русел которых не позволяет вести выемку донных отложений с берегов. Обычно это ширина свыше 8―10 м (в зависимости радиусов зоны охвата ковшей у имеющихся в распоряжении экскаваторов).
Очистка ложа пруда земснарядами
Метод, использующий землесосные снаряды (земснаряды), применяется в проектах рекультивации для сравнительно больших водных объектов. Размеры акватории должны обеспечивать соответствующий технологический простор для движения земснаряда. Транспортирование получаемой пульпы, как правило, рефулёрное — по плавучему гибкому пульпопроводу. При сравнительно твёрдых донных грунтах вместо собственно земснарядов применяются одно- и многочерпаковые снаряды. Транспортирование грунта при этом осуществляется шаландами.
Производительность земснарядов варьируется в широких пределах. Для малых рек и водоёмов обычно выбираются земснаряды малого класса, характеризующиеся производительностью — до 700 м3/ч. Ориентировочно такой землесос за один месяц дноуглубляет участок реки протяжённостью 200―400 м. Недостатком земснарядов малого класса является трудность разработки тяжёлых суглинков и глин. Но более мощные земснаряды (производительностью 1500―5000 м3/ч) отличаются низкой мобильностью, а минимальная ширина создаваемой ими выемки — около 30 м по дну — часто превышает природную ширину рекультивируемой реки. Для земснарядов малого класса минимальная ширина по дну составляет около 20 м по дну. Эта величина фактически служит для разделения двух вышеописанных методов — экскаваторного и землесосного.
Настоящим прорывом в технологии дноуглубительных работ стало внедрение самоходных земснарядов фирм WaterMaster (Финляндия) и плавающих экскаваторов-амфибий WaterKing (Нидерланды), а позднее — их аналогов AmphiMaster (Малайзия), Водяной 600 (Россия, г. Рыбинск) и др. Данные своеобразные болотоходы заняли промежуточное положение между классическими экскаваторами и земснарядами. Они вобрали в себя преимущества двух вышеописанных методов производства работ, и минимизировали их недостатки. Принципиальной особенностью данных образцов техники является существенно меньшая чувствительность к наличию границы «суша—акватория», что снимает множество технологических проблем.
Вне зависимости от метода ведения работ по рекультивации водотоков движение фронта расчистки всегда осуществляются в направлении от верховых участков к низовым. На основании инженерных изысканий, выполненных в проекте рекультивации, устанавливается наличие и положение инженерных коммуникаций, и ведётся контроль по предотвращению повреждения их оболочек. Это особенно актуально при ведении расчистки в пределах городских территорий.
Вынутые донные отложения подвергаются депонированию, т.е. складированию. Для этого отложения, транспортируемые в виде пульпы по пульпопроводу, подаются на береговые карты намыва, при этом возвратные воды отводятся обратно в акваторию водного объекта. Для снижения мутности возвратного стока применяются геотекстильные полотнища. Начиная со второго десятилетия XXI века в качестве нового решения по утилизации, альтернативного картам намыва применяется технология геотубирования. Применение геотубов имеет принципиально лучшие показатели предотвращения вторичного загрязнения водной среды. В связи с имеющейся тенденцией ужесточения требований к снижению вредного воздействия на окружающую среду ожидается, что в ближайшие годы необходимость обязательного применения синтетических геотубов будет закреплена в нормативных документах.