П'ятий каскад.

П'ятий каскад.

Система зберігання та поповнення запасів води передгір'я гір DREVO (FWRS)

Роль підніжжя гір

Підніжжя гір є завершальною ланкою усієї гідрологічної системи DREVO Living Mountains. Тут сходяться потоки води з усіх вище каскадів, завершується природна фільтрація, відбувається максимальне поповнення підземних вод і формуються умови для сталого розвитку долин.

На відміну від верхніх каскадів, завдання яких – уповільнити та розподілити воду, підніжжя має працювати як великий природний акумулятор, що безпечно приймає великі об'єми води під час паводків і поступово повертає їх у ґрунт, річки та водоносні горизонти.

Головний принцип:

Вода повинна залишати гори повільно, чистою та рівномірно протягом усього року, а не у вигляді короткочасної руйнівної повені.

Основні завдання

П'ятий каскад забезпечує:

забір води з усіх верхніх каскадів;

зниження паводкових піків;

накопичення сезонних запасів води;

глибоку інфільтрацію;

поповнення водоносних горизонтів;

харчування річок та джерел у посушливий період;

осадження залишкових наносів;

відновлення заплавних екосистем.

Основні загрози

При деградації підніжжя виникають:

руйнівні повені;

втрата води межі басейну;

зниження рівня ґрунтових вод;

пересихання рік влітку;

замулювання русел;

заболочування окремих ділянок;

деградація сільськогосподарських земель

Структура п'ятого каскаду

1. Прийомний басейн

Отримує воду з ярів та струмків.

Основні функції:

розподіл потоку;

зниження швидкості;

первинне осадження наносів;

захист нижчих споруд.

Приймальний басейн не призначений для тривалого зберігання води.

2. Великі басейни затримання

Це основні регулюючі елементи системи.

Призначення:

тимчасове накопичення паводкової води;

зниження максимальної витрати;

поступова передача води;

створення резервів для інфільтрації.

Особливості конструкції:

широка площа;

невелика середня глибина;

пологі береги;

аварійне водоскидання;

можливість природного заростання.

Басейни проектуються як об'єкти, що тимчасово заповнюються. Більшість року вони можуть залишатися частково сухими або мати лише невеликі постійні водойми.

3. Поля інфільтрації

Після попереднього очищення вода прямує на спеціальні ділянки для глибокого просочування.

Поля інфільтрації складаються з:

природних піщано-гравійних майданчиків;

фільтраційних траншей;

інфільтраційних карт;

лісових інфільтраційних зон;

лугових фільтраційних площ.

Головне завдання:

максимально збільшити поповнення підземних вод.

4. Багаторівнева система басейнів

Замість одного великого водоймища створюється кілька взаємозалежних басейнів різного призначення.

Перший рівень

Осадження великого матеріалу.

Другий рівень

Основний регулюючий об'єм.

Третій рівень

Інфільтраційні картки.

Четвертий рівень

Заплавні екосистеми.

П'ятий рівень

Вихід очищеної води у річку.

Таке рішення знижує ризик катастрофічного руйнування та спрощує обслуговування.

Робота під час посухи

Під час посушливого періоду система:

поступово віддає воду у підземні горизонти;

підтримує рівень ґрунтових вод;

забезпечує харчування джерел;

зберігає вологість заплавних екосистем;

підтримує базовий стік рік.

Головна мета – збільшити природний підземний запас води, а не зберігати її лише у відкритих водоймах.

Робота при аномальній зливі

Під час екстремальних опадів:

вода надходить із ярів;

приймальний басейн знижує швидкість потоку;

басейни затримання приймають основний обсяг;

частина води прямує на інфільтраційні поля;

очищена вода надходить у річку;

надлишок безпечно проходить через аварійні водоскиди.

Система має бути розрахована на події, що значно перевищують середні багаторічні значення.

Осадження наносів

Останні великі наноси затримуються у спеціальних кишенях.

Затримуються:

пісок;

гравій;

органічні залишки;

деревина;

родючий мул.

Після аналізу матеріалу його можна використовувати:

для відновлення схилів;

рекультивації земель;

формування родючого шару.

Очищення води

П'ятий каскад виконує функції природного очищення.

Послідовно працюють:

осадження;

фільтрація через гравій;

фільтрація через пісок;

проходження через рослинність;

ґрунтова фільтрація;

біологічне очищення мікроорганізмами.

Заплавні екосистеми

Створюються зони періодичного затоплення.

Вони забезпечують:

додаткову інфільтрацію;

накопичення мулу;

розвиток водно-болотної рослинності;

харчування тварин;

збільшення біорізноманіття.

Заплава повинна регулярно отримувати воду при природних паводках.

Проектування рослинних угруповань

Прибережна зона

осоки;

ситники;

очеретяні угруповання;

вологолюбні багаторічники.

Заплавні чагарники

верби;

крушина;

калина;

діра

Дерев'яний ярус

Основні види:

вільха;

в'яз;

ясен;

дуб;

тополя (тільки місцеві види);

липа.

Дерева розміщуються поза зонами постійного розмиву.

Водно-болотні ділянки

Частина території зберігається як природні болота та вологі луки.

Їх функції:

накопичення води;

очищення;

зберігання вуглецю;

підтримка амфібій та птахів;

підвищення стійкості екосистеми

Роботизоване обслуговування

Гірський ровер DREVO

Виконує:

будівництво басейнів;

формування інфільтраційних полів;

обслуговування берегів;

видалення наносів;

посадку рослинності.

Дрон TREVO AeroSense

Контролює:

рівень води;

стан берегів;

об'єм наносів;

вологість;

розвиток рослинності;

температуру поверхні.

ДЕРЕВНИЙ ШТУЧНИЙ УМІН

Розраховує:

гідравлічний баланс;

ефективність інфільтрації;

швидкість заповнення;

необхідність обслуговування;

прогноз паводків.

Моніторинг

Living Mountain Observatory вимірює:

рівень води;

витрати;

якість води;

каламутність;

електропровідність;

температуру;

швидкість інфільтрації;

рівень ґрунтових вод;

стан рослинності;

об'єм накопичених наносів.

Інтеграція

П'ятий каскад поєднує роботу:

Гірська губка DREVO - Нагромадження та розподіл вологи;

Відновлення Маунтін-Спрінгс - Харчування водоносних горизонтів;

Гірсько-лісові коридори — зв'язок гірських та заплавних лісів;

Обсерваторія «Жива гора»— моніторинг;

Гірський цифровий двійник - Цифрове моделювання;

Дрон TREVO AeroSense - Дистанційний контроль;

Система хмарності та туману DREVO - Використання накопиченої води для локального зволоження при необхідності.

Очікувані результати

Після відновлення п'ятого каскаду очікується:

зниження паводкових піків;

збільшення поповнення підземних вод;

стабілізація рівня ґрунтових вод;

відновлення постійного стоку рік;

зменшення замулення русел;

підвищення якості води;

відновлення заплавних лісів;

збільшення біорізноманіття;

підвищення водної стійкості регіону до зміни клімату

Висновок

П'ятий каскад завершує гідрологічну систему DREVO Living Mountains. Тут вода, що пройшла через вершини, схили, яри та струмки, остаточно очищається, сповільнюється та повертається в природний кругообіг. Великі басейни затримання, поля інфільтрації та відновлені заплавні екосистеми перетворюють підніжжя гір на стратегічний резервуар прісної води, що забезпечує стійкість усієї території в умовах аномальних злив, тривалих посух та клімату, що змінюється.