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

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)

Approaches for design and realization of complex effective measures for tile drained agricultural catchments by land consolidations (QK21010341)

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 advantage of the drainage biofilter is that it occupies only a relatively small area and only minimally impedes soil cultivation

1.5 Ссылка на Анкету (ы) по Подходам УЗП (документируется с использованием ВОКАТ)

2.1 Краткое описание Технологии

Определение Технологии:

Biofilters or “bioreactors” connected to agricultural tile drains are relatively inexpensive and space-saving measures with considerable potential to improve the quality of drainage water.

2.2 Подробное описание Технологии

Описание:

A biofilter or “bioreactor” is a relatively small installation used to break down pollutants from drainage water. Its basic function is to allow the passage of drainage water, contaminated with nutrients and pesticides, through a container with pollutant-reducing agents. Bioreactors are usually located at the bottom of agricultural drainage structures on the drains or in connection with drainage outlets. Ideally, the biofilter is located on a site that is no longer part of the cultivated land or is under permanent grassland.

In principle, two biofilter solutions are possible. In the case of low and regular drainage flows, the drainage section is directly replaced by a biofilter. With higher flows and in the case of rapid response of the drainage structure to rainfall-runoff episodes, the biofilter is placed parallel to the outlet drain or is located under the drainage outlet (if ambient conditions allow). Such a design includes a distribution structure (preferably located in a drainage manhole) and a drainage pipe to allow safe bypassing of a portion of the elevated drainage outlet, to maintain the residence time of the water in the biofilter and thus its corresponding efficiency.

The biofilter may be designed as closed or open. A closed biofilter is completely buried and normal tillage can take place. An open biofilter lacks the advantage of an undisturbed terrain but has the advantage of benefitting from plants that enhance the purification of drainage water by bacteria living on their roots.

The installation always consists of a bed or container in which the reducing agent is enclosed, ensuring the isolation of the agent from the surrounding soil and water. In the case of a smaller sized closed biofilter, a plastic container can be used, while in the case of a larger or open design, plastic film can be used as a bed. Various materials can be used as biofilter fillings, or substrates, both individually and in combination. In most cases, the reducing agent is carbonaceous, with denitrification mediated by chemo-organotrophic bacteria.

In terms of N-NO3 removal, the most effective are wood chips, which have a high hydraulic conductivity and a C:N ratio of 30:1 to 300:1. In particular, chips from poplar, pine and larch are suitable. For the removal of pesticides or biopharmaceuticals, then biochar (biochar) and lignite are suitable as natural and readily available materials. A combination of materials can also be used. For example, the addition of biochar to the wood chips will increase the efficiency of the bioreactor in degrading pesticides, or the charge can be combined with an inorganic substrate (sand, vermiculite), which is added to prevent undesirable settling, reduce hydraulic conductivity and at the same time mechanically purify the drainage water.

2.3 Фотографии, иллюстрирующие Технологию

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

2.6 Сколько лет применяется данная Технология

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
• через проекты/ внешнее вмешательство

Пояснения (тип проекта и т.д.):

Several biofilters have already been implemented as part of research projects, and the development of a standardized, efficient and easy-to-implement solution is currently underway.

3.1 Основные цели и задачи реализации Технологии

• защита бассейнов рек (приводораздельной части/ нижнего течения) – в сочетании с другими Технологиями
• сохранение/ повышение биоразнообразия

• reduce diffusive agricultural pollution

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

Комбинированное землепользование в пределах одной и той же земельной единицы:

Нет

3.3 Изменилось ли использование земель в связи с внедрением Технологии?

Изменилось ли использование земель в связи с внедрением Технологии?

• Да (Пожалуйста, заполните нижеприведенные вопросы относительно использования земель до внедрения Технологии)

3.4 Водоснабжение

Обеспеченность водой участков, где реализуется Технология :

• богарные земли

3.5 Категория УЗП, к которой относится Технология

• управление поверхностными водами (родники, реки, озёра, моря)
• управление подземными водами

3.6 Мероприятия УЗП, выполняемые в рамках Технологии

3.7 Основные проблемы деградации земель, на решение которых направлена Технология

3.8 Предотвращение и снижение деградации земель, или восстановление нарушенных земель

Укажите цель Технологии по отношению к деградации земель :

• не применимо

Пояснения:

This measure is primarily aimed at improving water quality.

4.1 Технический рисунок, иллюстрирующий Технологию

4.2 Общая информация по необходимым вложениям и стоимости

Уточните, как рассчитывались затраты и вложения:

• на технологическую единицу

другая/ национальная валюта (название):

EUR

Если это необходимо, укажите обменный курс от доллара США к местной валюте (например, 1 доллар США = 79,9 бразильского реала): 1 доллар США =:

0,92

4.3 Мероприятия, необходимые для начала реализации

	Деятельность	Время (сессия)
1.	Selecting proper place for the measure	Before implementation
2.	Obtaining the consent of the owners and users of the affected land	Before implementation
3.	Project documentation	Before implementation
4.	Water management office permisiond and building permission	Before implementation
5.	Excavation works	Drier period, ideally at the end of the growing season
6.	Biofilter construction	Drier period, ideally at the end of the growing season
7.	Filling the biofilter with substrates	Drier period, ideally at the end of the growing season

4.4 Вложения и затраты, необходимые для начала реализации

	Опишите затраты	Единица	Количество	Затраты на единицу	Общая стоимость на единицу	% затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда	Project/design	person-days	5,0	200,0	1000,0	100,0
Оплата труда	Engineering	person-days	10,0	200,0	2000,0	100,0
Оплата труда	Implementation of the measure	person-days	6,0	150,0	900,0	100,0
Оборудование	Tansport of material	machine-days	5,0	150,0	750,0	100,0
Оборудование	Excavation works	machine-days	3,0	220,0	660,0	100,0
Посадочный материал	grasss seeding	kg	10,0	8,0	80,0	100,0
Строительные материалы	Distribution object (manhole)	piece	2,0	2200,0	4400,0	100,0
Строительные материалы	Container for filling the biofilter	piece	1,0	2400,0	2400,0	100,0
Строительные материалы	Sorbents (vermukulit, biochar, woodchips)	m3	3,0	440,0	1320,0	100,0
Строительные материалы	drainage pipes and other material	m	20,0	2,0	40,0	100,0
Общая стоимость запуска Технологии					13550,0
Общие затраты на создание Технологии в долларах США					14728,26

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

co-financing from public sources

Пояснения:

Under certain conditions, owners and users of land, regardless of their legal form, municipalities and other public entities may apply for a subsidy for the implementation of this measure, which is provided by the Ministry of the Environment of the Czech Republic
The subsidy is up to 100 % of the total eligible expenditure, the minimum eligible direct implementation expenditure per project is set at CZK 250 000 ( 10 000 EUR), excluding VAT.

4.5 Поддержание/ текущее обслуживание

	Деятельность	Сроки/ повторяемость проведения
1.	Exchange of reducing agent in biofilter	every 5 - 10 years
2.	Cutting the grass aroun the measure	twice a year
3.	Checking and maintenance/repairs	once a year

4.6 Стоимость поддержания/ текущего обслуживания ( в год)

	Опишите затраты	Единица	Количество	Затраты на единицу	Общая стоимость на единицу	% затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда	grass chopper	machine days	1,0	100,0	100,0	100,0
Посадочный материал	grasss seed	kg	10,0	8,0	80,0	100,0
Общая стоимость поддержания Технологии					180,0
Общие затраты на поддержание Технологии в долларах США					195,65

Пояснения:

It is necessary to replace the sorbent once every 5 years to once every 10 years. The price of sorbents (vermiculite, biochar, woodchips) EUR 1320 for ca 3 cubic meters needed. The price for transportation and switching of old and new sorbents is ca EUR 300.

4.7 Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат

Опишите наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат:

The price of this measure is mostly influenced by its dimensioning for a certain water residence time of the drainage runoff (the above described example is dimensioned for a delay period of about 12 hours at a maximum drainage flow of 0.5 l/s). Another factor is the price of sorbents, where biochar and vermiculite in particular are quite expensive (approximately 250 EUR/m3). Alternatively, woodchips can be used (80 EUR/m3). The price can also be reduced by a simpler construction of the biofilter bed. The minimum price for this measure is estimated at EUR 3 200.

5.1 Климат

5.2 Рельеф

Укажите, приурочено ли применение Технологии к специфическим условиям:

• в условиях выпуклого рельефа

Комментарии и дополнительные сведения по условиям рельефа/ топографии :

The altitude varies between 549.8 and 497 m asl., The substrate is formed by partially
migmatized paragneiss in various degrees of degradation.
Quaternary sediments are represented by slope sands and
loams reaching 1–2 m thickness.

5.3 Почвы

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.

The representation of soils
(according to the World Reference Base for Soil Resources
2006) is variable, with Gleyed Cambisols, Gleysols, and
sporadically Histosols. In the recharge area, the soil cover is
more homogenous, with prevailing Modal, Ranker and
Arenic Cambisols.

5.4 Доступность и качество воды

Является ли солёность воды проблемой?

Нет

Происходят ли периодические затопления территории?

Нет

Комментарии и дополнительная информация по качеству и количеству воды:

Water quality is threatened by non-point source (agricultural) pollution, in particular by increased leaching of nitrate nitrogen and pesticides and their metabolites

5.5 Биоразнообразие

5.6 Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

5.7 Средняя площадь земель, используемых землепользователями с применением Технологии

5.8 Собственность на землю, права на земле- и водопользование

Землевладелец:

• частной компании
• общинная/ поселковая

Право землепользования:

• аренда
• индивидуальное

Право водопользования:

• неограниченное (неконтролируемое)

Права на землепользование основаны на традиционной правовой системе?

Нет

5.9 Доступ к базовым услугам и инфраструктуре

6.1 Влияние Технологии УЗП в пределах территории ее применения

Экологическое воздействие

Водный цикл/ поверхностный сток

6.2 Влияние Технологии за пределами территории ее применения

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

Другие воздействия, связанные с изменением климата

Другие воздействия, связанные с изменением климата

	Насколько успешно Технология справляется с этим?
Irregular rainfall distribution and increasing number of runoff episodes	умеренно

Пояснения:

A sudden increase in drainage flow during a rainfall-runoff episode may cause a short-term reduction in the effectiveness of the measures, whereby the residence time of water in the biofilter may be reduced and also a portion of the drainage runoff flows untreated through the bypass

6.4 Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями (с точки зрения землепользователей)?

Насколько получаемый результат сопоставим с текущими расходами по поддержанию технологии (с точки зрения землепользователей)?

6.5 Внедрение Технологии

• отдельные случаи/ эксперимент

6.6 Адаптация

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

Да

другое (поясните):

treating of pesticide pollution

Укажите, что именно изменилось в Технологии (дизайн, используемые материалы или виды растений/животных и т.д.):

The use of biochar and other advanced materials as substrates will enable the use of bioreactors to reduce water pollution from pesticides and their metabolites

6.7 Сильные стороны/ преимущества/ возможности Технологии

Сильные стороны/ преимущества/ возможности по мнению землепользователей
Relatively small and cheap measure
The measure does not require frequent and costly maintenance

Сильные стороны/ преимущества/ возможности по мнению составителя или других ключевых специалистов
High efficiency of drainage water treatment measures

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

Слабые стороны/ недостатки/ риски по мнению землепользователей	Возможные пути их преодоления/снижения?
Difficult to obtain subsidies for construction	Change in subsidy polices
Often different owner and user of the land concerned

Слабые стороны/ недостатки/ риски по мнению составителя или ответственных специалистов	Возможные пути их преодоления/снижения?
Reduced efficiency during significant rainfall-runoff events	Correct sizing of the measure.

7.1 Методы сбора/ источники информации

7.2 Ссылки на опубликованные материалы

Название, автор, год публикации, ISBN:

ZAJÍČEK, A., SYCHRA, L., VYBÍRAL, T., HEJDUK, T., ČMELÍK, M., FUČÍK, P., KAPLICKÁ, M. 2021: Design of the Revitalization measures on the Main drainage facilities and hydrologically related Detailed drainage facilities (In Czech)

Где опубликовано? Стоимость?

https://doi.org/10.3390/w15061247

Название, автор, год публикации, ISBN:

Kvítek, T.; Zajíček, A.; Dostál, T.; Fučík, P.; Krása, J.; Bauer, M.; Jáchymová, B.; Kulhavý, Z.; Pavel, M. Slowing Down Quick Runoff—A New Approach for the Delineation and Assessment of Critical Points, Contributing Areas, and Proposals of Measures to Reduce Non-Point Water Pollution from Agricultural Land. Water 2023, 15, 1247.

Где опубликовано? Стоимость?

https://doi.org/10.3390/w15061247

Название, автор, год публикации, ISBN:

Vrchovecká, S., Asatiani, N., Antoš, V., Wacławek, S., Hrabák, P. (2023): et al. Study of Adsorption Efficiency of Lignite, Biochar, and Polymeric Nanofibers for Veterinary Drugs in WWTP Effluent Water. Water Air Soil Pollut 234, 268.

Где опубликовано? Стоимость?

https://doi.org/10.1007/s11270-023-06281-0

Название, автор, год публикации, ISBN:

Johnson, G. M.,Christianson, R. D., Cooke, R.A. C., Diaz-Garcia, C., Christianson, L. E. 2022. Denitrifying bioreactor woodchip sourcing guidance based on physical and hydraulic properties. ECOLOGICAL ENGINEERING, 184

Где опубликовано? Стоимость?

DOI10.1016/j.ecoleng.2022.106791

Название, автор, год публикации, ISBN:

Christianson, LE et al., 2021. EFFECTIVENESS OF DENITRIFYING BIOREACTORS ON WATER POLLUTANT REDUCTION FROM AGRICULTURAL AREAS,AGRICULTURAL ENGINEERINGAGRICULTURAL ENGINEERING

Где опубликовано? Стоимость?

DOI10.13031/trans.14011

7.3 Ссылки на соответствующую онлайн-информацию

Название/ описание:

Zajíček, A., Hejduk, T., Sychra, L., Vybíral, T., Fučík, P. (2022): How to Select a Location and a Design of Measures on Land Drainage – A Case Study from the Czech Republic. Journal of Ecological Engineering 2022, 23(4), 43–57. ISSN 2299–8993.

Адрес в сети Интернет:

https://doi.org/10.12911/22998993/146270