1

KONCEPCJA OCZYSZCZENIA I AUTONOMICZNEJ REWITALIZACJI

ZALEWU ZEMBORZYCKIEGO

Autorzy. : Roman Goral -R.G. Projekt Lublin, Małgorzata Kotulska - AQUA- BUD

Sławomir Salerek- PROMEX Lublin ,Jerzy Zięba -WODREX Lublin

Jerzy Wojciechowski OPUS-G Wrocław.

- wykonano w wolontariacie w oparciu o patenty:P-165129 ,ZP-391798, W-122217

-zastosowane rozwiązania stanowią własność autorską i podlegają ochronie

Konieczność oczyszczenia i rewitalizacji Zalewu Zemborzyckiego po 40 latach eksploatacji

jest nieuchronna z wielu względów jak: zapewnienie rekreacyjnej funkcjonalności zbiornika

o powierzchni 280 ha, czystości wód rzeki Bystrzycy przewidywanej do intensywnej rekreacji

na odcinku 22 km -do rzeki Wieprz (plaże, przystanie kajakowe, gondole, parki zieleni ,itp.),

a przede wszystkim z możliwości uzyskania dotacji -95% z tytułu innowacyjności rozwiązań

z Unijnego Funduszu LIFE+/NFOŚiGW; po przejęciu praw autorskich na rzecz UE.

Uzyskanie czystości wody w ZZ wymaga zastosowania rozwiązania autonomicznego-

wewnętrznego, w samym zbiorniku z uwagi na niemożliwość zapewnienia tzw.” zapasu

czystości " przez planowany zbiornik PRAWIEDNIKI. W trakcie przepływu wody przez ZZ

dochodzi do ubytku tlenu rozpuszczonego, niezbędnego do procesów oczyszczania,

oddychania ryb, itp. Żadne inne rozwiązanie zewnętrzne nie zapewni czystości w Z.Z. z

uwagi na ogromne ilości zanieczyszczeń zmagazynowanych na dnie zbiornika przez

dotychczasowe 40 lat oraz przez nowe zanieczyszczenia powstające w trakcie intensywnej

rekreacji i inne np. odchody wydalane przez ryby, oddychanie, itp.

Według własnych informacji oraz szacunków; do Z.Z. dopłynęło przez 40 lat 1.5 mln m3

osadów, natomiast zanieczyszczenia dopływające w wodzie są wymierne ilością 15 000 RLM

wg danych urzędowych ilość osadów nagromadzonych na dnie zbiornika określa się na około

2.0 mln m3. Oznacza to, że rocznie do Z.Z. dopływa około 30-50 tys. m3 osadów, które

pomniejszają objętość wodną-retencyjną. W wymiernej skali czasu nastąpi coraz bardziej

widoczna eutrofizacja, zarastanie i wypłycanie. Znacznie mniejszy zbiornik w Rzeszowie o

pow. 60 ha uruchomiony w 1971 r. zgromadził ok.2.0 mln m 3 mułu i został zakwalifikowany

do bezwzględnego odmulenia. Rzeszowski zalew nie spełnia w tej chwili ani funkcji

wypoczynkowej ani retencyjnej. Zalew Z. także nie spełnia tych funkcji Należy uważać ,że

2

wypłycenie Z.Z. spowodowało zatrzymanie np. realizacji Mariny żeglarskiej i innych

planowanych wcześniej inwestycji rekreacyjnych. Z.Z. ulega eutrofizacji , zamulaniu ;

upodabnia się do Rzeszowskiego , do dużej zabagnionej kałuży .

Wszystkie zbiorniki zaporowe - przepływowe podlegają zjawisku zatrzymywania niesionych

przez rzekę osadów tzw. rumoszu ; jest to proces nieunikniony, ze szczególną intensyfikacją

podczas nasilonych opadów atmosferycznych.

Dochodzi wtedy do spłukania zanieczyszczeń nagromadzonych w korytach rzecznych oraz na

terenie przyległej zlewni. W podsumowaniu widać, że zbiorniki zaporowe pełnią rolę

oczyszczalni dla zanieczyszczonych wód rzecznych.

Zalew Zemborzycki od 40 lat przyjmował dopływające zanieczyszczenia bez żadnej pomocy

w ich usuwaniu; dotychczasowe próby ratunku okazały się bezskuteczne.

Każda oczyszczalnia wody, ścieków jest wyposażona w zespół urządzeń do usuwania

osadów ich utylizacji oraz innych procesów oczyszczania, przemiany zanieczyszczeń

rozpuszczonych w osady przy udziale mikroorganizmów tlenowych natlenianych przy

pomocy urządzeń z napędem elektrycznym. Proces biologicznego oczyszczania należy

prowadzić ciągle z różną intensywnością w zależności od pory roku od temperatury wody

oraz od zawartości tlenu rozpuszczonego w wodzie.

Zbiorniki wód stojących a zbiorniki zaporowe w szczególności są bardziej narażone na

eutrofizację od płynących wód z uwagi na osiadanie dopływających zanieczyszczeń oraz

postępującego ich rozkładu gnilnego, powodującego jednocześnie wyczerpanie tlenu z wody.

Dochodzi do zagniwania wody okresowych „zakwitów” oraz powstawaniu siarkowodoru.

W wodach rzecznych, płynących praktycznie nie dochodzi do osiadania zanieczyszczeń oraz

ich gnicia. Wody rzeczne podlegają ciągłemu samoczynnemu natlenianiu, rozkład

zanieczyszczeń odbywa się w warunkach tlenowych; następuje więc proces

samooczyszczania.

Wszystkie zanieczyszczenia niesione przez wodę odpływają dalej i mimo nawet dużej

zawartości nie stanowią katastrofalnego zagrożenia.

Szczególnym zagrożeniem dla wód stojących jest przeżyźnienie związkami fosforu i azotu

pochodzącymi ze ścieków oraz z rolnictwa; powodując masowy rozwój fitoplanktonu

zanieczyszczającego wodę. Z 1.0 kg fosforu może powstać do 100.0 kg suchej masy nowej

materii tj. do 1000. kg świeżej masy glonów (w odchodach ludzkich za okres jednego roku

znajduje się do 0,5 kg/osobę fosforu). Ważnym źródłem zanieczyszczenia wody w zbiorniku

są także osady denne zatrzymane wcześniej z uwagi na wewnętrzne krążenie materii .

3

SCHEMAT TECHNOLOGICZNY OCZYSZCZANIA WODY W ZALEWIE

I. Sedymentacja osadów dopływających z wodami rz. Bystrzycy oraz ich utylizacja.

II. Biologiczna przemiana zanieczyszczeń rozpuszczonych w osady oraz natlenianie.

I. SEDYMENTACJA OSADÓW RZECZNYCH.

Dzięki korzystnemu ukształtowaniu wlotu do zbiornika Z.Z na odcinku od mostu w

Zemborzycach przy ul. Cienistej, o długości ok.600 m utworzyła się rynna zapewniająca

doskonałe warunki do sedymentacji osadów po zmniejszeniu prędkości przepływu.

Zatrzymane osady na dnie rynny-osadnika będą usuwane spod wody przy pomocy

pływającego refulera metodą podciśnieniowo - pompową i kierowane do przeróbki na terenie

obok, własności Z.Z .Wcześniej należy usunąć dotychczasowe osady w celu ukształtowania

formy rynny-osadnika o objętości wodnej około 150 000 m3; zapewniając zmagazynowanie

ok. 20 000 - 40 000 m3 do jednorazowego usuwania co 6-12 miesięcy .

Po praktycznym sprawdzeniu zostanie ustalona częstotliwość usuwania osadów 1-2 razy/rok

przy pomocy podciśnieniowego refulera WATERMASTER .

Powyższe rozwiązanie zapewnia:

-sukcesywne usuwanie osadów rzecznych i ich stopniowe zagospodarowanie

-ochronę ZZ przed dalszym zamulaniem

-przygotowanie do budowy zbiornika "PRAWIEDNIKI"

II. BIOLOGICZNA PRZEMIANA ZANIECZYSZCZEŃ ROZPUSZCZONYCH I

NATLENIANIE Z.Z.

Biologiczne usuwanie zanieczyszczeń zostanie przeprowadzone przy pomocy podwodnego

reaktora wykonanego wg. rozwiązania patentowego W-122217. Proces oczyszczania odbywa

się przy udziale mikroorganizmów osiadłych w postaci błony biologicznej-filmu na

plastikowych strukturach o dużej powierzchni rozwiniętej np.200m2/m3.

Pozwala to uzyskanie wysokiej koncentracji mikroorganizmów w małej objętości reaktora W-

122217, wynoszącej 15-20 kg/m3; dla porównania koncentracja w toni wodnej zbiornika

wynosi tylko 0,1-0,15 kg/m3. Wysoka koncentracja mikroorganizmów w reaktorze W122217

wraz z wymuszonym przepływem sztucznie natlenionej wody z zanieczyszczeniami zapewnia

4

ich przemianę w żywą masę mikroorganizmów. Wskutek wymuszonego przepływu przez

reaktor W-122217 nowe mikroorganizmy stają się początkiem łańcucha pokarmowego ryb

oraz mniejszych i większych zwierząt wodnych, względnie ulegają dalszej mineralizacji i

opadają na dno zbiornika wodnego w postaci osadu praktycznie neutralnego dla środowiska

wodnego. Intensywność przemiany zanieczyszczeń rozpuszczonych przez reaktor W-122217

wynosi ok. 60 RLM/m3, co dla ładunku w dopływie Bystrzycy 15 000 RLM wymaga

zastosowania ok. 250 m3 objętości czynnej oraz ok. 25 szt. reaktorów W-122217

rozmieszczonych na terenie 280 ha całego zbiornika Z.Z.

Reaktor w-122217 powoduje jednocześnie intensywne natlenianie wody w zbiorniku

regulowane w zależności od zapotrzebowania na tlen. W uzupełnieniu podaje się, że reaktor

pracuje bezobsługowo. Całkowite zapotrzebowanie energii elektrycznej wyniesie ok.100 kW.

ETAPOWANIE REALIZACJI INWESTYCJI OCZYSZCZENIA I REWITALIZACJI

ZALEWU ZEMBORZYCKIEGO

W oparciu o "Koncepcję Programową Rewitalizacji Z.Z" ; wykonaną przez Zespół autorski

R.G. Projekt 2011/2014 całkowity koszt realizacji wyniesie ok. 90. mln zł . Wstępnie

realizację podzielono na III Etapy ; w sumie na 5 lat od 2016-2020 w ramach obecnego

budżetu LIFE+ (3,4 mld Euro) :

I. ETAP – 20. mln zł ; Oczyszczenie Bystrzycy od mostu do Z.Z. wraz z infrastrukturą

II. ETAP – 30. mln zł ; Biologiczne oczyszczanie i natlenianie w zbiorniku Z.Z.

III. ETAP – 40.mln zł ; Usuwanie osadów ze zbiornika, odwadnianie i

zagospodarowanie

PROBLEMY USUWANIA I ZAGOSPODAROWANIA OSADÓW Z.Z.

W świetle obowiązujących przepisów osady po usunięciu ze zbiornika stanowią odpady i

wymagają stosownej utylizacji i zagospodarowania. Osady zalegające na dnie Z.Z. posiadają

charakter organiczny z domieszką gleby spłukanej z terenu zlewni Bystrzycy; ich skład i

charakter jest nieporównywalny do osadów z oczyszczalni ścieków miejskich i innych.

Z uwagi na długotrwały czas składowania są praktycznie nieszkodliwe biologicznie i nadają

się do przyrodniczego wykorzystania po odwodnieniu, przeróbce oraz odpowiednim

przebadaniu i zakwalifikowaniu do użytkowania.

5

Dodać należy, że oprócz osadów przyniesionych przez Bystrzycę na terenie dna Z.Z. zalegają

pokłady torfu o miąższości dochodzącej do 6 m. oraz darń łąkowa nieusunięte przed

zatopieniem wodą. Wszystka ta materia organiczna zalegająca pod wodą powoduje

dodatkowe zanieczyszczenie wód Z.Z. i wymaga bezwzględnego usunięcia; stanowiąc

jednocześnie bardzo atrakcyjny humus; towar handlowy do pielęgnacji zieleni miejskiej.

Problem ten jest dodatkowym argumentem uzasadniającym usunięcie osadów dennych Z.Z. i

zabezpieczenie raz na zawsze wód w zbiorniku przed tzw. wtórnym zanieczyszczeniem

wynikającym z faktu ciągłego krążenia materii między osadami a wodą. Zwłaszcza, że

obecne możliwości techniczne umożliwiają takie rozwiązanie. Hydromechaniczny sposób

urobku metodą podciśnieniowo – pompową można porównać do podwodnego odkurzania z

jednoczesnym hydrotransportem rurowym przy użyciu refulera WATERMASTER. Jest to

bardzo dobre rozwiązanie.

Przewiduje się zastosować grawitacyjne odwadnianie osadów na terenie własności miasta

Lublin o pow. ok. 30 ha, położonym poniżej ul. Cienistej pomiędzy obwałowaniem rzeki

Bystrzycy a lasem. Teren jest odwodniony układem rowów z pompownią i zostanie

przystosowany do przetworzenia osadów . Odcieki z odwadniania osadów zawierają

nadmierne ilości zanieczyszczeń rozpuszczonych zwłaszcza fosforu, który zostanie usunięty

chemicznie przez oczyszczalnię odcieków przy ul. Cienistej z odpływem do Bystrzycy.

W celu przyspieszenia procesu odwadniania, dalszej mineralizacji i ewentualnej ochrony

przed tzw. rybim zapachem od osadów, zostaną wykorzystane preparaty, tzw. pożyteczne

mikroorganizmy EM .

Czas odwadniania i przygotowania osadów do przyrodniczego wykorzystania wyniesie od

6-10 miesięcy. Dochód ze sprzedaży zbilansuje koszty obsługi bieżącej.

PODSUMOWANIE I WNIOSKI :

Obecne możliwości techniczne, finansowe (dotacje finansowe LIFE+), a przede wszystkim

wymóg ochrony środowiska wynikający z przyjętej przez Polskę Unijnej Dyrektywy Wodnej

2000/60/W ; obowiązującej od 2015. 01. 01. sprawiają, że rewitalizacja jest w zasadzie

rozwiązaniem konwencjonalnym.

W świetle powyższych wywodów i uwarunkowań można stwierdzić:

1. Jakiekolwiek inwestycje rekreacyjne nad rzeką Bystrzycą na terenie Lublina i poniżej

aż do Wieprza na długości ok.22 km bez zapewnienia czystości wody w Z.Z. nie będą

możliwe.

6

2. Jakiekolwiek dyskusje o czystości wody w Z.Z. bez usunięcia nagromadzonych

osadów oraz bez natleniania i oczyszczania wody wewnątrz zbiornika są bezzasadne.

3. Fakt istnienia długiego odcinka Bystrzycy do zbiornika Z.Z. podtopionego cofką

piętrzącą stanowi doskonały osadnik do zatrzymania osadów doprowadzanych przez

Bystrzycę i ich usuwania na bieżąco co 6-10 miesięcy przy użyciu refulera

WATERMASTER, będącego na wyposażeniu służb eksploatacyjnych Z.Z.

4. Utrzymanie czystości wody w Z.Z. wymaga ustanowienia stałej obsługi ok.6 osób.

5. Uzasadniona powyżej konieczność zastosowania wewnętrznego – autonomicznego

sposobu zapewnienia czystości wody w Z.Z. wyklucza celowość budowy zbiornika

Prawiedniki kosztownego w budowie oraz wymagającego eksploatacji.

6. Innowacyjne rozwiązanie sposobu zapewnienia czystości wód Z.Z. w oparciu o

posiadany stan wiedzy i dostępnej techniki umożliwiają pozyskanie 95% dotacji

LIFE+/ NFOŚiGW.

7. Zespół autorski Koncepcji Rewitalizacji i Ochrony Wód Zalewu Zembrzyckiego

przedkłada UM Lublin i Radzie Miejskiej propozycję wykorzystania tego rozwiązania

oraz pełną deklarację do współpracy w celu uzyskania 95% dotacji LIFE+ ( z

terminem wystąpienia o dotacje do 2015-07-27) w celu zapewnienia optymalnego i

praktycznie bez budżetowego dla Lublina sfinansowania tej niezbędnej

INWESTYCJI.

Przedstawione rozwiązanie dedykujemy pamięci twórców podstaw ochrony wód

otwartych :

Prof. Henrykowi Mańczakowi IGW Wrocław

Prof. Zdzisławowi Kajakowi PAN Warszawa

PODZIĘKOWANIA :

Dziękujemy PT Konsultantom :

1. Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie

2. Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego Jana Pawła II

3. Politechniki Lubelskiej

4. Uniwersytetu Marii Curie Skłodowskiej

Lublin 09.04.2015 zespół autorski:

7

Załączniki użyte w prezentacji:

Rys.1. Koncepcja Programowa Rewitalizacji i Ochrony Zalewu Zemborzyckiego.

8

Rys. 2. Koncepcja Programowa Rewitalizacji

W prezentacji użyto także film promocyjny refulera WaterMaster dostępny pod adresem

https://www.youtube.com/watch?t=34&v=HIx5rGFYSzQ .