Hydrolech

Biolodzy piszą o naszych materiałach Bestmann - technik

Stawy wodne, takie jak zaprojektowano w Projekcie Budowlanym: „Odwodnienie i zagospodarowanie Pasa Nadmorskiego na odcinku od ul. Piastowskiej do promenady do mola na przedłużeniu al. Jana Pawła II na Zaspie”, są małymi zbiornikami wodnymi otwartymi pozbawionymi strefy głębinowej (profundalu). Składają się tylko ze strefy przybrzeżnej (litoralu), podobnej do ławicy przybrzeżnej jeziora gdzie głębokość rzadko przekracza 2 m. Dno zbiornika wodnego może więc przy odpowiednich warunkach zostać porośnięte roślinami. Przy stworzeniu im odpowiednich warunków takich jak to ma miejsce w wymienionym projekcie :

  • linia brzegowa o bardzo dużym stopniu zróżnicowania (zatoki, wyspy, wypłycenia) umożliwiające tworzenie się zróżnicowanych zbiorowisk szuwarów ,
  • wyodrębnienie odcinka zbiornika do stworzenia naturalnej enklawy fauny i flory służących jako siedliska zwiększające sprawność ekosystemu,
  • poznanie cech siedliska i zaplanowanie efektywnej biocenozy docelowej przy wykorzystaniu systemów bioinżynieryjnych z nasadzeniami roślinnymi, może cechować je niezwykła rozmaitość roślin i zwierząt zgromadzonych na niewielkiej przestrzeni.
  • W małym stawie wodnym mogą żyć setki różnych gatunków zwierząt i dziesiątki gatunków roślin. Różnorodność ta i obfitość gatunkowa a tym samym zdolność do samoregulacji wynika z korzystnych warunków życia i szybkiej wymiany gatunkowej tych zbiorników:

  • zbiorniki te są najczęściej dobrze zaopatrzone w substancje pokarmowe,
  • fale wywoływane przez wiatr sięgają pokładów dennych i unoszą muł denny doprowadzając substancje pokarmowe do produktywnej warstwy powierzchniowej co utrudnia powstawanie tak zwanego mułu gnilnego,
  • woda w stawach szybko się ogrzewa i osiąga temperaturę korzystną dla rozwoju roślin i rozwoju zwierząt,
  • niewielka głębokość zbiorników umożliwia promieniom słonecznym dochodzenie do ich dna umożliwiając proces fotosyntezy roślinom warstwy dennej zbiornika.
  • Czynniki te sprzyjają więc rozwojowi różnorodnej roślinności, która stanowi pożywienie i środowisko życia dla wielu gatunków zwierząt, stanowiących ważne ogniwa w łańcuchu troficznym danego ekosystemu. W małych zbiornikach wodnych panuje nieustanny ruch, jedne gatunki wypierają poprzednie (sukcesja gatunków). Stanowi to drugie źródło ich obfitości, co wraz z korzystnymi warunkami życia sprawia, że stają się one w naszym krajobrazie środowiskami o wysokiej różnorodności gatunkowej. Różnorodność ta wzmacnia równowagę biologiczną danego ekosystemu oraz zwiększa jego produktywność.

    W nowoczesnym budownictwie hydrotechnicznym krajów wysokorozwiniętych aby przyspieszyć proces kolonizacji mieszkańców małych zbiorowisk wodnych stosuje się ekologiczne systemy roślinne (również instalowane w omawianych zbiornikach), w których rośliny w odpowiednim stanie wegetacji mogą od razu przejmować rolę zabezpieczenia brzegów, dawać ochronę, tworzyć siedlisko i stanowić pokarm dla zwierząt oraz co najważniejsze poprzez rozbudowane systemy korzeniowe i bytujące w nich kolonie bakterii (tlenowch i beztlenowych) rozpocząć procesy samooczyszczania wody ze związków takich jak azotany, fosforany i inne.

    Wykorzystanie naturalnych procesów oczyszczania jest w terminologii międzynarodowej określane jako „natural attenuation” . Natomiast oczyszczanie wody za pomocą roślinnych organizmów w sztucznych zbiornikach wodnych jako „low technology”. Jednakże opanowanie technologicznych procesów w nich zachodzących wymaga nie małej jak to nazwa wskazuje lecz dużej wiedzy naukowej. Do lat 90-tych przyjmowało się, że to rośliny odgrywają podstawową rolę w procesach rozkładu związków. Stąd też wynika błędne określenie „roślinne oczyszczalnie ścieków”. Dzisiaj wiemy, że to kolonie bakterii takich jak : Cytophaga, Nitrosomonas, Nitrobacter, Azotobacter, Rhizobium, Arthrobacter, Cellulomonas, Bacillus, Clostridium i wiele innych , bytujące w systemach korzeniowych (Rhizosphare) roślin wodnych i bagiennych takich jak: Phragmites australis, Phalaris arundinacea, Scirpus lacustris, Juncus effusus, Sparganium erectum, Typha latifolia i angustifolia, Iris pseudakorus oraz wielu innych, przeprowadzają właściwe procesy rozkładu i tym samym samoczyszczania się wody. Ilość bakterii zgromadzonych na gramie suchej substancji osiąga wartość od 106 do 108.

    W systemach korzeniowych Trzciny pospolitej (Phragmites australis) ilość bakterii tlenowych i beztlenowych może dochodzi nawet do 1010 na gram suchej substancji.(Hofmann 1992).

    Wartość ta maleje już kilka centymetrów poniżej warstwy korzeniowej z powodu mniejszej zawartości tlenu. Rośliny są natomiast motorem dla tych wymagających procesów, stwarzając im odpowiednie warunki środowiskowe takie jak:

  • dostarczanie tlenu; zostaje wydzielany bezpośrednio z korzeni do kolonii bakterii tlenowych (aeroby) znajdujących się w bezpośredniej bliskości korzeni; obszary oddalone od korzeni są natomiast zasiedlone przez bakterie beztlenowe (anaeroby); przestrzeń między korzeniami stwarza doskonałe warunki do mineralizacji związków węglowych (częściowo beztlenowej częściowo tlenowej), do nitryfikacji (tlenowej) i denitryfikacji (beztlenowej),
  • wytwarzanie wydzieliny z włośników korzeniowych (Exsudate) przyspieszających enzymatyczne procesy utleniania w obszarze systemów korzeniowych,
  • odprowadzenie nadwyżek związków azotowych odbywa się przez absorbcję z cząsteczek mułu, pierwotne wbudowanie w bakteryjną biomasę, a następnie wbudowanie w masę roślinną i eliminacja poprzez procesy nitryfikacji i denitryfikacji; mimo że wbudowanie azotanów w roślinną biomasę poprzez asymilację ma tylko krótkotrwałe znaczenie, jeżeli rośliny te pozostają w danym ekosystemie, to skumulowanie związków azotowych w systemach korzeniowych długoterminowo pozbawia ten system ich nadmiaru,
  • poprzez sezonowe obumieranie części roślin dostarczane zostają do systemu wolno rozkładające się związki takie jak celuloza, które mogą być przetworzone w warstwę humusową, która stanowi dobrą izolację przed nadmiernym wychłodzeniem systemu w zimie albo służyć jako potencjał redukcyjny w procesie denitryfikacji,
  • związanie ziemi i jej przerost systemami korzeniowymi roślin utrzymuje infiltrację na odpowiednim poziomie nie podwyższając jej nadmiernie,
  • zacienienie poprzez rośliny górnych warstw zbiorników wodnych zapobiega „zanieczyszczeniu wtórnemu”, czyli nadmiernemu rozwojowi glonów.
  • Jeżeli w naturalnym zbiorniku wodnym woda jest czysta i klarowna to jest to stan równowagi biologicznej i zbiornik ma charakter oligotroficzny. Jest to stan idealny (coraz rzadziej spotykany w naturalnym środowisku) i do takiego dążymy tworząc sztuczne zbiorniki wodne.

    Na stan równowagi biologicznej decydujący wpływ ma podaż składników pokarmowych i możliwość ich wykorzystania. Aby go uzyskać i nie dopuszczać do zbytniego użyźnienia wody stosuje się między innymi uszczelnienia dna zbiorników (folią, betonitem lub innymi materiałami), tak aby uniemożliwić wypłukiwanie i przedostawanie się związków organicznych do wody z dna zbiornika. Na dnie tych zbiorników umieszcza się wyłącznie ziemię ubogą w składniki pokarmowe, co ogranicza eutrofizację tych zbiorników. W przypadku zbiorników Z1 i Z2 w omawianym projekcie konieczność ta z wyżej wymienionych względów nie występuje, ponieważ gleba z dna zbiorników to głównie piasek bądź piasek pylasty bardzo ubogi w składniki odżywcze. Nie zagraża więc w tym wypadku sytuacja wypłukiwania związków organicznych z dna zbiorników do wody zbiornika, co mogłoby spowodować nadmierny rozrost glonów. Ich nadmiar powoduje, iż w wodzie panuje półmrok utrudniający roślinom podwodnym produkowanie wystarczającej ilości tlenu, którego obecność umożliwia rozkład opadających na dno szczątków organicznych. Podczas kopania stawów czy rowów naruszona zostaje górna (najczęściej żyzna) warstwa gleby powodując przedostanie się dużej ilości związków odżywczych do wody. W pierwszych latach woda nowopowstałych zbiorników może wiosną „zakwitać”, a najlepszym sposobem wyeliminowania tego zjawiska jest mechaniczne usuwanie glonów, uniemożliwiając tym samym powrót składników odżywczych do systemu. Zastosowanie bioinżynieryjnych materiałów roślinnych do zabezpieczeń brzegów zbiorników w omawianym projekcie oraz utworzenie trzcinowisk, turzycowisk, obsadzeń dna zbiorników koszami z roślinnością wodną doprowadzić powinno do szybkiego powstania efektywnego biotopu biologicznego eliminując tym samym zagrożenie zachwiania równowagi biologicznej i w konsekwencji skażenia wody, jak również wpłynie na poprawę estetyki terenu.

    © Hydrolech 2000 - 2010 | Projekt graficzny