Технологии

Constructed wetland with tile drainage [Чешская Республика]

Umělý mokřad na drenáži

technologies_5939 - Чешская Республика

Просмотреть разделы

Развернуть все Свернуть все
Завершённость: 92%

1. Общая информация

1.2 Контактные данные специалистов и организаций, участвующих в описании и оценке Технологии

Ответственный (-ые) специалист (-ы)

Специалист по УЗП:
Название проекта, содействовавшего документированию/оценке Технологии (если применимо)
OPtimal strategies to retAIN and re-use water and nutrients in small agricultural catchments across different soil-climatic regions in Europe (OPTAIN)
Название проекта, содействовавшего документированию/оценке Технологии (если применимо)
Constructed wetlands on agricultural drainage systems for enhancement of landscape´s water residence time and improvement of water quality (TH02030376)
Название организации (-ий), содействовавших документированию/оценке Технологии (если применимо)
Research Institute for Soil and Water Conservation (VUMOP) - Чешская Республика

1.3 Условия, регламентирующие использование данных, собранных ВОКАТ

Составитель и ответственный(-ые) специалист(-ы) согласны с условиями, регламентирующими использование собранных ВОКАТ данных:

Да

1.4 Декларация по устойчивости описываемой Технологии

Вызывает ли описанная здесь Технология проблемы деградации земель настолько, что ее нельзя назвать природосберегающей?

Нет

Пояснения:

The described constructed wetland is a sustainable land management technology.

2. Описание Технологии УЗП

2.1 Краткое описание Технологии

Определение Технологии:

A constructed wetland connected to tile drains that slows drainage flow, removes nitrogen and pesticides from drainage waters, and improves biodiversity. Formed from a substrate of matured birch chips and gravel, and is planted with reeds (Phalaris arundinacea) and reed manna grass (Glyceria maxima).

2.2 Подробное описание Технологии

Описание:

This type of constructed retention wetland is designed to act in a natural way. The objective is to improve water quality, slow down runoff – and support biodiversity. It combines the functions of retaining, and gradually releasing, water while remediating (i.e. cleaning) drainage waters with a focus on pollutant of nitrates and pesticides. The wetland is established in connection with or directly on tile drains and is designed to have both subsurface and surface flow. The substrate used in construction is a mixture of 6-month matured birch chips (4-30 mm length) and gravel (4–8 mm diameter) at a ratio of 1:10. The wetland is planted with reed canary grass (Phalaris arundinacea) and reed manna grass (Glyceria maxima). The wetland to catchment ratio (WCR) is between 2:1000 and 3:1000: thus, for example, a constructed wetland of 200m2 or 300m2 would be required to serve an area of 10 hectares.
The process of establishing such a wetland begins with identifying where this measure is required. The drainage system must be thoroughly located and then the correct site for the wetland identified. The wetland is then designed and planned – including costs and labour requirements and the amount of land taken out of production. Administration includes processing statements and permission from state offices and landowners.

2.3 Фотографии, иллюстрирующие Технологию

Комментарии к фотографиям:

A retention pond is intended to capture high water flows and release it slowly to the wetland.

2.5 Страна/ регион/ места, где применяется Технология, информация о которых собрана в данной Анкете

Страна:

Чешская Республика

Административная единица (Район/Область):

Czech Highlands (Vysočina)

Более точная привязка места:

Velký Rybník u Pelhřimova

Охарактеризуйте пространственное распространение Технологии :
  • примененяется точечно/ на небольших участках
Технология применяется на ООПТ?

Нет

Пояснения:

Not in this specific case but it might be in some other cases.

2.6 Сколько лет применяется данная Технология

Год начала реализации:

2018

Если год начала применения Технологии достоверно неизвестен, дайте примерную оценку:
  • менее 10 лет назад (недавняя)

2.7 Внедрение Технологии

Укажите, как именно Технология УЗП была внедрена:
  • в качестве научного/ полевого эксперимента

3. Классификация Технологии УЗП

3.1 Основные цели и задачи реализации Технологии

  • сохранение экосистем
  • защита бассейнов рек (приводораздельной части/ нижнего течения) – в сочетании с другими Технологиями
  • сохранение/ повышение биоразнообразия
  • снижение риска стихийных бедствий
  • адаптация к изменению климата / экстремальным погодным явлениям и их последствиям

3.2 Текущий(-ие) тип(-ы) землепользования на территории, где применяется Технология

Комбинированное землепользование в пределах одной и той же земельной единицы:

Нет


Водотоки, водные объекты, водно-болотные угодья

Водотоки, водные объекты, водно-болотные угодья

  • Дренажные канавы, водотоки
  • Болота, водно-болотные угодья
Основные виды продукции/ услуг:

The current land use might change; e.g. if there was a meadow / cropland and after implementation there is a wetland (i.e. water body or other surface)

Непродуктивные земли

Непродуктивные земли

Поясните:

CW on unproductive land below drained cropland.

Замечания:

CW on unproductive land below drained cropland.

3.3 Изменилось ли использование земель в связи с внедрением Технологии?

Изменилось ли использование земель в связи с внедрением Технологии?
  • Нет (см. пункт 3.4)
Комбинированное землепользование в пределах одной и той же земельной единицы:

Нет

Водотоки, водные объекты, водно-болотные угодья

Водотоки, водные объекты, водно-болотные угодья

  • Дренажные канавы, водотоки
  • Болота, водно-болотные угодья
Основные виды продукции/ услуг:

The current land use might change; e.g. if there was a meadow / cropland and after implementation there is a wetland (i.e. water body or other surface)

Непродуктивные земли

Непродуктивные земли

Поясните:

CW on unproductive land below drained cropland.

Замечания:

CW on unproductive land below drained cropland.

Пояснения:

The current land use might change; e.g. if there was a meadow / cropland before and after implementation there is a wetland (i.e. water body or other surface)

3.4 Водоснабжение

Обеспеченность водой участков, где реализуется Технология :
  • богарные земли
Пояснения:

Drainage fed wetland

3.5 Категория УЗП, к которой относится Технология

  • Водоотвод и осушение
  • управление поверхностными водами (родники, реки, озёра, моря)
  • Охрана/ управление водно-болотными угодьями

3.6 Мероприятия УЗП, выполняемые в рамках Технологии

инженерные мероприятия

инженерные мероприятия

  • И3: Ступенчатые канавы (арыки), каналы, водотоки
  • И4: Выровненные и спланированные канавы, ямы
  • И11: Другие

3.7 Основные проблемы деградации земель, на решение которых направлена Технология

деградация водных ресурсов

деградация водных ресурсов

  • Вуп: изменение объема поверхностного стока
  • Взп: снижение качества поверхностных вод
Пояснения:

Worsened drainage water quality (polluted by nitrates and pesticides). Accelerated (undue) subsurface runoff from farmland due to free-drainage.

3.8 Предотвращение и снижение деградации земель, или восстановление нарушенных земель

Укажите цель Технологии по отношению к деградации земель :
  • восстановление/ реабилитация нарушенных земель

4. Технические характеристики, мероприятия по практической реализации, вложения и стоимость

4.1 Технический рисунок, иллюстрирующий Технологию

Спецификация (пояснения к техническому рисунку):

The retention drainage wetland is designed optionally with subsurface horizontal, vertical or combined flow. For nitrate and soluble pesticides, the horizontal flow is preferred (to support anoxic conditions and the denitrification), whereas for some other pollutants (amonia, phosphorus, sorbing pesticides), the vertical or a combined flow CW is better. Substrate could be various; we used a mixture of matured (6 months) 4-30 mm birch chips and 4–8 mm gravel (1:10), planted with reeds (Phalaris arundinacea) and reed manna grass (Glyceria maxima). The width is between 5–12 m; length 10–20 m; depth 80-120 cm. Water level is kept by the help of below, on or above the substrate surface. The plastic film is 10-20 mm thick.

Автор:

Petr Fučík

Дата:

17/03/2022

4.2 Общая информация по необходимым вложениям и стоимости

Уточните, как рассчитывались затраты и вложения:
  • на технологическую единицу
Укажите единицу:

m2

Укажите единицы измерения (если необходимо):

50 - 300

Укажите денежные единицы, использованные для подсчета затрат:
  • Доллары США
Если это необходимо, укажите обменный курс от доллара США к местной валюте (например, 1 доллар США = 79,9 бразильского реала): 1 доллар США =:

22,0

Укажите среднюю дневную заработную плату наемных работников:

Around 1 500 USD per person per month; i.e. 75 USD/person/day

4.3 Мероприятия, необходимые для начала реализации

Деятельность Время (сессия)
1. Identification of tile drainage (tiles, outlets). anytime; project documentation, aerial images, field survey
2. Water sampling (discharge + water quality) + Curve Number method application. 3-5x in several months. To get an overview of hydrochemical characteristics of the drainage and the volume of quick runoff
3. Identification of a proper location for a constructed wetland (CW) anytime; based on soils, land use, old maps, land owner/user situation, morphology, etc
4. Assessment of CW hydraulic retention time (HRT) needed. HRT is computed to enable removal of 50% of pollution load (e.g. NO3); based on average flow (m3/h), designed wetlad volume (m3) and substrate porosity (%)
5. Design the CW preparation of the whole documentation
6. Administration and engineering of the CW land owner issues, permissions, etc
7. Construction of the CW best in drier conditions
8. Setting the plants In central Europe - from April to September; at 0,5 - 1 m distance
9. Finalization of the CW grassing the banks, ground works, etc
Пояснения:

When designing the measures on land drainage at larger areas, there is a paper by Zajíček et al. (2022). How to Select a Location and a Design of Measures on Land Drainage – A Case Study from the Czech Republic. DOI: https://doi.org/10.12911/22998993/146270

4.4 Вложения и затраты, необходимые для начала реализации

Если Вы не можете указать расходы в приведенной выше таблице постатейно, дайте оценку общих затрат на создание Технологии:

48000,0

Если землепользователем оплачено менее 100% затрат, укажите, кем покрывались остальные затраты:

Municipality

Пояснения:

The cost for implementation of a CW is between 18 000 - 85 000 USD (48 000 on average), depending on the size, construction, equipment, etc.

4.5 Поддержание/ текущее обслуживание

Деятельность Сроки/ повторяемость проведения
1. General Inspection 4-6 times per year (every two or three months)
2. Removal / cleaning of sediment / cloggings 1-2 times per year (every six or twelve months)
3. Removal of grass / biomass (if necessary) 2-6 times per year (every twelve or three months)

4.6 Стоимость поддержания/ текущего обслуживания ( в год)

Если Вы не можете указать расходы в приведенной выше таблице постатейно, дайте оценку общих затрат на поддержание Технологии:

500,0

Если землепользователем оплачено менее 100% затрат, укажите, кем покрывались остальные затраты:

In our case research support; in practice could be Munucipality, Regional government, River Basin Management Authority

Пояснения:

The cost for maintenance/ recurrent activities of a CW is between 300 - 700 EUR per year (500 on average), depending on the size, construction, equipment, etc.

4.7 Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат

Опишите наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат:

CW size, construction, equipment. Design of the whole CW - if designed as a more natural or rather a technical unit.

5. Природные и социально-экономические условия

5.1 Климат

Среднегодовое количество осадков
  • < 250 мм
  • 251-500 мм
  • 501-750 мм
  • 751-1000 мм
  • 1001-1500 мм
  • 1501-2000 мм
  • 2001-3000 мм
  • 3001-4000 мм
  • > 4000 мм
Укажите среднегодовое количество осадков (если известно), мм:

600,00

Пояснения/ комментарии по осадкам:

For CW design; it is necessary is to have rainfall amounts with 2, 5,10, 20 and 00 year return periods to calculate direct runoff from adjacent (sloping) farmland to design the retention pond by CN method (or other).

Укажите название соответствующей метеостанции:

Pelhřimov

Агроклиматическая зона
  • Умеренно-влажная

The more often torrential rains are anticipated, the more attention is needed to pay the design of the retention pond located prior the CW.

5.2 Рельеф

Склоны (преобладающие):
  • пологие (0-2%)
  • покатые (3-5%)
  • покато-крутые (6-10%)
  • крутые (11-15%)
  • очень крутые (16-30%)
  • чрезвычайно крутые (31-60%)
  • обрывистые (>60%)
Формы рельефа:
  • плато/ равнины
  • гребни хребтов/холмов
  • склоны гор
  • склоны холмов
  • подножья
  • днища долин
Зона высотной поясности:
  • 0-100 м над уровнем моря
  • 101-500 м н.у.м.
  • 501-1000 м н.у.м.
  • 1001-1500 м н.у.м.
  • 1501-2000 м н.у.м.
  • 2001-2500 м н.у.м.
  • 2501-3000 м н.у.м.
  • 3001-4000 м н.у.м.
  • > 4 тыс. м н.у.м.
Укажите, приурочено ли применение Технологии к специфическим условиям:
  • в ситуациях вогнутого рельефа

5.3 Почвы

Средняя мощность почв:
  • поверхностные (0-20 см)
  • неглубокие (21-50 см)
  • умеренно глубокие (51-80 см)
  • глубокие (81-120 см)
  • очень глубокие (> 120 см)
Гранулометрический состав (верхнего горизонта):
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Гранулометрический состав (на глубине более 20 см):
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Содержание органического вещества в верхнем горизонте:
  • среднее (1-3%)
  • низкое (< 1%)
Если возможно, приложите полное описание почв или укажите доступную информацию, например тип почв, рH/ кислотность почв, ёмкость катионного обмена, содержание азота, содержание солей и т.д.

Soil characteristics are not relevant, with an exception of the retention pond bottom and dam (best clay or low permeable soils).

5.4 Доступность и качество воды

Уровень грунтовых вод:

5-50 м

Доступность поверхностных вод:

средняя

Качество воды (без обработки):

питьевая вода плохого качества (необходима обработка)

Качество воды относится к:

одновременно грунтовые и поверхностные воды

Является ли солёность воды проблемой?

Нет

Происходят ли периодические затопления территории?

Да

Регулярность:

эпизодически

Комментарии и дополнительная информация по качеству и количеству воды:

The more often torrential rains are anticipated, the more attention is needed to pay to the design of the retention pond located prior the CW.

5.5 Биоразнообразие

Видовое разнообразие:
  • средняя
Разнообразие местообитаний:
  • средняя

5.6 Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Осёдлый или кочевой:
  • Осёдлый
Рыночная ориентация производства:
  • смешанный (натуральный / коммерческий)
Доходы из других источников:
  • < 10% всех доходов
Относительный уровень достатка:
  • средний
Индивидуальное или коллективное хозяйство:
  • кооператив
Уровень механизации:
  • механизировано/ есть автотранспорт
Пол:
  • женщины
  • мужчины
Возраст землепользователей:
  • молодёжь
  • средний возраст
  • пожилой

5.7 Средняя площадь земель, используемых землепользователями с применением Технологии

  • < 0,5 га
  • 0,5-1 га
  • 1-2 га
  • 2-5 га
  • 5-15 га
  • 15-50 га
  • 50-100 га
  • 100-500 га
  • 500-1000 га
  • 1000-10000 га
  • > 10000 га
Считается ли это мелким, средним или крупным хозяйством (по местным масштабам)?
  • мелкое
Пояснения:

One CW area is usually between 50 - 300 m2; 0,2-0,3% of the catchment (s.c. catchment/wetland ratio; CWR). The wetland to catchment ratio (WCR) is between 2:1000 and 3:1000: thus, for example, a constructed wetland of 200m2 or 300m2 would be required to serve an area of 10 hectares.

5.8 Собственность на землю, права на земле- и водопользование

Землевладелец:
  • общинная/ поселковая
  • индивидуальная, не оформленная в собственность
Право землепользования:
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
Право водопользования:
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
Права на землепользование основаны на традиционной правовой системе?

Да

Поясните:

land use / land owner might be different and must be taken into account (administrate)

5.9 Доступ к базовым услугам и инфраструктуре

медицинское обслуживание:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
образование:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
технические консультации:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
занятость (вне хозяйства):
  • плохой
  • средний
  • хорошая
рынки:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
электроснабжение:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
транспорт и дорожная сеть:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
водоснабжение и канализация:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
финансовые услуги:
  • плохой
  • средний
  • хорошая

6. Воздействия и заключительные положения

6.1 Влияние Технологии УЗП в пределах территории ее применения

Социально-экономическое воздействие

Продуктивность

управление землями

усложнилось
упростилось
Комментарий/ пояснения:

A slightly more demanding land management - after implementation of the CW on land, where just grassland prior to the CW construction.

Доступность и качество воды

качество питьевой воды

снизил.
увеличил.
Комментарий/ пояснения:

Improvement of water quality due to the implementation of CW; could apply for local drinking water resources.

Экологическое воздействие

Водный цикл/ поверхностный сток

количество воды

снизил.
увеличил.
Комментарий/ пояснения:

Enhancement of water residence time on agricultural land.

качество воды

снизил.
увеличил.
Комментарий/ пояснения:

Improvement of water quality due to the implementation of CW.

водный дренаж

снизил.
улучшил.
Комментарий/ пояснения:

Retention of drainage water runoff from land.

Биоразнообразие: растительность, животный мир

разнообразие флоры

снизил.
увеличил.
Комментарий/ пояснения:

Enhancement

6.2 Влияние Технологии за пределами территории ее применения

доступность воды

снизил.
увеличил.
Комментарий/ пояснения:

Enhancement of available water in the vicinity of the wetland

загрязнение подземных/ речных вод

увеличил.
сократил.
Комментарий/ пояснения:

Improvement of water quality in adjacent streams.

6.3 Подверженность и чувствительность Технологии УЗП к постепенным изменениям климата и экстремальным погодным явлениям/ стихийным бедствиям, связанным с изменением климата (в понимании землепользователей)

Экстремальные явления, связанные с изменением климата (стихийные бедствия)

Погодные стихийные бедствия
Насколько успешно Технология справляется с этим?
местные ливневые дожди хорошо
Гидрологические стихийные бедствия
Насколько успешно Технология справляется с этим?
паводки хорошо
Пояснения:

The design of a CW should consider to some extent also these risks - local rainstorms, soil erosion, etc. I.E. the technology must be designed and implemented with a regard to these phenomena; i.e. without loosing its effectiveness in such situations.

6.4 Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями (с точки зрения землепользователей)?
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе:

слабо отрицательное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе:

очень позитивное

Насколько получаемый результат сопоставим с текущими расходами по поддержанию технологии (с точки зрения землепользователей)?
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе:

слабо отрицательное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе:

влияние незаметно

6.5 Внедрение Технологии

  • отдельные случаи/ эксперимент
Если возможно, дайте количественную характеристику (число домохозяйств и/или площадь применения):

This particular technology was applied only at several sites. However, there are dozens of intensive constructed wetlands on land drainage around the world (USA, New Zealand, Denmark, etc)

Среди применяющих Технологию землепользователей, какова доля лиц, применяющих её по собственной инициативе, т.е. без какого-либо материального стимулирования со стороны?
  • 0-10%

6.6 Адаптация

Была ли Технология УЗП изменена в недавнее время с целью адаптации к меняющимся условиям среды?

Нет

6.7 Сильные стороны/ преимущества/ возможности Технологии

Сильные стороны/ преимущества/ возможности по мнению землепользователей
Drainage water retention. Slowing down the loss of water from landscape.
Improvement water quality. Removal of reactive nitrogen and pesticides from drainage and related surface waters.
Enhancement of biodiversity. Promoting suitable sites for wetland flora and fauna.

6.8 Слабые стороны/ недостатки/ риски Технологии и пути их преодоления

Слабые стороны/ недостатки/ риски по мнению землепользователей Возможные пути их преодоления/снижения?
Higher implementation costs. Use as much local sources as possible. Work with the landscape, use old landsape patterns and experiences.

7. Справочные материалы и ссылки

7.1 Методы сбора/ источники информации

  • выезды на места, полевые обследования

At least one visit per a month during a four-year project

  • данные, собранные из отчетов и достоверных документов

Data and information taken prom project: Constructed wetlands on agricultural drainage systems for enhancement of landscape´s water residence time and improvement of water quality (2017 - 2020); no. TH02030376; provided by Technology Agency of the Czech Republic

Когда были собраны данные (на местах)?

31/12/2020

Пояснения:

End of the project

Methodology (in Czech with English abstract) - https://tinyurl.com/yckmn95m

Paper - https://tinyurl.com/yc5wwzsm

7.2 Ссылки на опубликованные материалы

Название, автор, год публикации, ISBN:

FUČÍK, P., VYMAZAL, J., HNÁTKOVÁ, T., ŠEREŠ, M. (2018): A trial constructed wetland on agricultural drainage systems for enhancement of landscape´s water residence time and improvement of water quality. In konference 16th IWA International Conference Wetland Systems for Water Pollution Control (http://icws2018.webs.upv.es/conference/about-conference/ ), 29.9. - 4.10.2018, Valencie, Spain.

Название, автор, год публикации, ISBN:

VYMAZAL, J., SOCHACKI, A., FUČÍK, P., ŠEREŠ, M., KAPLICKÁ, M., HNÁTKOVÁ, T., CHEN, Z. (2020): Constructed wetlands with subsurface flow for nitrogen removal from tile drainage. Ecological Engineering 155 (2020) Article number 105943: 1-10. ISSN 0925-8574. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2020.105943

Название, автор, год публикации, ISBN:

Fučík P., Vymazal, J., Šereš, M., Hejduk, T., Hnátková, T., Sochacki, A., Kulhavý, Z., Zajíček, A., Zhen, Z., Duffková, R., Kaplická, M., Sítková, V., Poláková, V., Kukačka, J. 2021. Constructed wetlands on land drainage – principles for design, placement and operation for enhancement of water residence time and improvement of water quality – A certified methodology. Prague. ISBN 978-80-88323-50-1 (print version), ISBN 978-80-88323-51-8 (online pdf). In Czech.

7.3 Ссылки на соответствующую онлайн-информацию

Название/ описание:

Constructed wetlands on agricultural drainage systems for enhancement of landscape´s water residence time and improvement of water quality

Адрес в сети Интернет:

https://starfos.tacr.cz/en/project/TH02030376

7.4 Общие комментарии

This is the end.

Модули