Фильтрационный или фильтрующий пруд представляет особой одну из разновидностей пруда-копани. В ряде случаев фильтрационный пруд также именуют как «водное сооружение». Потребность в таком нестандартном обозначении пруда появляется, если при разработке проектной документации есть необходимость избежать термина «пруд».
Ключевой особенностью фильтрационного пруда является отсутствие у него водосбросного сооружения (водовыпуска, водосброса, сбросного канала) как такового. Организация отвода поступающего в такой пруд стока осуществляется посредством фильтрации воды в естественное основание — через ложе и/или борта пруда. При определённых обстоятельствах описанная отличительная особенность фильтрационного пруда оказывается чрезвычайно важным преимуществом перед всеми другими типами прудов. Это имеет место в условиях, когда у основного проектируемого объекта присутствует заданный сток, который необходимо сбросить в водоток (реку, ручей) или водоём, но при этом на рассматриваемой территории данный природный водный объект отсутствует в принципе. В описанной ситуации фильтрующий пруд оказывается практически единственным способом по утилизации поступающего стока: он работает как пруд-накопитель, но при этом обеспечивает постепенный отвод стока. Таким образом, фильтрационный пруд является нестандартным, но эффективным решением по отводу стока при разработке проектной документации на самые различные объекты промышленного, гражданского (жилые комплексы, загородные поселки) или сельскохозяйственного назначения (животноводческие хозяйства, фермы). К примеру, фильтрационный пруд может являться точкой сброса очищенного стока, направляемого с ЛОС дождевой канализации.
Варианты конструкции фильтрационного пруда в зависимости от грунтов основания
В конструктивном отношении фильтрационный пруд мало отличается от обычного пруда-копани. Он представляет собой грунтовую выемку с закреплённым береговым контуром нужного планового очертания. Береговой контур может быть образован каменной или щебёночной наброской, габионами, матрасами Рено, вертикальной бревенчатой стенкой и другими вариантами конструкций.
Необходимое удаление из пруда воды (стока) происходит в виде постепенной фильтрации её в грунтовый массив. В связи с этим при разработке проектной документации на фильтрационный пруд весьма важным является расчет годового баланса притока воды в пруд и фильтрационного оттока из него. Баланс притока и оттока воды необходим, чтобы разработать необходимые инженерные решения, которые обеспечат:
1. Предотвращение переполнения фильтрационного пруда (в случае избытка поступающего стока над фильтрационным стоком);
2. Предотвращение полного осушения фильтрационного пруда (в случае дефицита поступающего стока перед фильтрационным стоком); при этом должна быть гарантировано поддержание минимальной глубины воды в пруду.
В зависимости от фактических фильтрационных характеристик естественного основания (песчаное, супесчаное, суглинистое, глинистое) применяются различные специфические конструктивные решения:
1. Галечниковое или крупнопесчаное основание со значительной фильтрующей способностью. При данных грунтах основания необходимо выполнение мероприятий по ограничению фильтрационного стока. Ограничение фильтрации выполняется посредством устройства гидроизоляции ложа и берегов. Фильтрация воды в этом случае организовывается только по береговому периметру пруда — в виде габионной стенки (или подобной ей конструкции), в пределах отметок которой не предусматривается укладка гидроизоляционной мембраны.
2. Песчаное основание с мелким и средним размером частиц. В данном случае какие-либо специфические конструктивные решения обычно не применяются.
3. Связное основание (супесчаное, суглинистое, глинистое). При наличии данных грунтов применяется размещение в пруду фильтрующих скважин. Данные скважины выполняются в ложе пруда, располагаясь с определенным шагом по сетке, заданной проектом. Отметка забоя фильтрующих скважин должна достигать слоёв основания, в пределах которых отсутствуют напорные водоносные горизонты, а грунты имеют необходимую фильтрационную способность. Полость скважин засыпается грунтом или другим материалом с высоким коэффициентом фильтрации (kф). Диаметр фильтрующих скважин принимается от 0,4 м.
Выбор конкретных конструктивных решений производится по данным фильтрационных расчетов, для выполнения которых используются материалы инженерно-гидрогеологических изысканий (соответствующей полноты и детализации). Наибольшую важность при этом представляет правильное определение фактических коэффициентов фильтрации грунтов и положение уровня грунтовых вод (УГВ) в разрезе календарного года.
Описанное выше условие необходимости гарантирования минимальной глубины воды в фильтрационном пруду связано с общими санитарными требованиями. Недостаточная глубина воды приводит к интенсивному развитию процессов загрязнения и эвтрофии водной призмы пруда.
В зависимости от качества водного стока, поступающего в фильтрационный пруд, в проекте при необходимости может быть рассмотрена возможность использования данного пруда в рекреационных целях.