Відновлення джерел як основи живої гідрологічної системи
Концепція
Джерела є природними виходами підземних вод поверхню. Вони відбивають стан всього водозбірного басейну і є індикатором здоров'я гірничої екосистеми.
Зникнення джерел майже завжди пов'язане не з самим джерелом, а з порушенням процесів накопичення та інфільтрації води вище схилом. Тому відновлення джерел починається не біля виходу води, а на вододілах, верхніх та середніх схилах.
Головний принцип:
Джерело не можна "створити". Можна відновити природні процеси, які почнуть його живити.
Основні причини зникнення джерел
Порушення інфільтрації
деградація лісів;
ущільнення ґрунту;
зникнення гумусу;
збільшення поверхневого стоку.
Ерозія схилів
утворення ярів;
втрата родючого шару;
зниження водоутримуючої здатності ґрунту.
Зміна русел
штучне випрямлення струмків;
глибока ерозія;
осушення прилеглих територій.
Надмірний водозабір
інтенсивне використання ґрунтових вод;
зниження п'єзометричного рівня водоносних горизонтів.
Зміна клімату
тривалі посухи;
зменшення снігозапасів;
збільшення інтенсивності злив.
Основні цілі проекту
Система відновлення Гірських Спрінгс, спрямована на:
відновлення харчування джерел;
збільшення часу утримання води у горах;
стабілізацію підземного стоку;
підвищення дебіту існуючих джерел;
відновлення пересохлих джерел там, де збереглися гідрогеологічні умови існування;
захист якості води;
створення стійкої гідрологічної мережі.
Принцип відновлення
Роботи виконуються зверху донизу.
Перший етап
Відновлення вододілів.
Другий етап
Відновлення верхніх схилів.
Третій етап
Формування лісової "губки".
Четвертий етап
Уповільнення струмків.
П'ятий етап
Поповнення водоносних горизонтів.
Шостий етап
Відновлення виходу води.
Тільки після відновлення всієї системи виконуються роботи безпосередньо біля джерела.
Гідрогеологічне обстеження
Перед початком робіт проводиться аналіз:
геологічної будови;
водоносних горизонтів;
тріщинуватості порід;
напрямів підземного стоку;
сезонних коливань рівня води;
якості води;
історія змін дебетової картки.
За підсумками цих даних створюється гидрогеологическая модель ділянки.
Відновлення зони живлення
Головне завдання - збільшити обсяг води, що надходить у водоносний горизонт.
Використовуються:
мікротераса;
інфільтраційні чаші;
контурні канави;
лісовідновлення;
біовугілля;
мульчування;
відновлення гумусу;
розвиток мікоризи.
Формування лісової губки
Найбільша увага приділяється другому та третьому каскадам.
Створюються:
багатоярусні ліси;
глибока лісова підстилка;
розвинена коренева система;
грибні сітки;
багатий гумус горизонт.
Саме ці елементи забезпечують тривале накопичення вологи.
Робота з струмками
За потреби створюються:
кам'яні пороги;
розширення русел;
інфільтраційні зони;
наносоуловлювачі;
прибережні лісосмуги.
Це зменшує швидкість потоку та збільшує підживлення підземних вод.
Відновлення джерела
Після відновлення живлення виконуються роботи безпосередньо біля виходу води.
Основні заходи:
очищення виходу джерела;
видалення наносів та завалів;
зміцнення зони виходу природним каменем;
захист від ерозії;
виключення забруднення;
будову санітарної зони.
Використовуються лише матеріали, які не порушують природний режим виходу води.
Охоронна зона джерела
Навколо кожного джерела формується захисна територія.
Забороняються:
будівництво;
складування матеріалів;
застосування хімічних речовин;
рух важкої техніки;
випас безпосередньо біля виходу води.
При необхідності організуються настили та екологічні стежки, щоб знизити витоптування.
Рослинні спільноти
У безпосередній зоні джерела
мохи;
печіночники;
вологолюбні папороті;
осоки;
місцеві гідрофільні рослини.
Буферна зона
вільха;
в'яз;
верби;
ясен (на деякому видаленні);
калина;
крушина.
Підбір видів здійснюється з урахуванням природних умов конкретного регіону.
Робота під час посухи
Якщо система працює правильно:
вода продовжує повільно надходити з водоносного горизонту;
дебіт джерела знижується поступово, а чи не зникає миттєво;
підтримується екологічний мінімум стоку.
Слід враховувати, що в умовах екстремально тривалих посух частина джерел може тимчасово пересихати навіть за добре відновленого водозбору.
Робота при аномальній зливі
Відновлена система:
зменшує різкий підйом рівня води;
збільшує інфільтрацію;
захищає джерело від розмиву;
зменшує надходження наносів;
зберігає якість води.
Моніторинг
Living Mountain Observatory контролює:
дебет;
температуру води;
електропровідність;
мінералізацію;
рН;
каламутність;
сезонні коливання;
рівень ґрунтових вод;
хімічний склад води;
біологічні показники.
Цифровий паспорт джерела
Кожне джерело отримує цифровий паспорт.
До нього входять:
координати;
висота;
геологія;
тип водоносного горизонту;
дебет;
сезонна динаміка;
якість води;
фотографії;
історія відновлення;
дані моніторингу;
охоронна зона;
пов'язані струмки та водозбір.
ДЕРЕВО AeroSense
Використовується для:
LiDAR-картографування;
тепловізійного пошуку прихованих джерел;
спектрального анализа влажности;
виявлення зон інфільтрації;
моніторингу рослинності.
Гірський цифровий двійник
Цифровий двійник моделює:
харчування джерел;
рух підземних вод;
сценарії посух;
наслідки злив;
зміна швидкості потоку;
вплив відновлювальних заходів.
Інтеграція
Mountain Springs Recovery працює спільно з:
Гірська губка DREVO - Відновлення накопичення води;
Система відновлення верхніх схилів - Збільшення інфільтрації;
Система відновлення середніх схилів - Формування лісової губки;
Система відновлення ярів та струмків - Регулювання русел;
Обсерваторія «Жива гора»— моніторинг;
Гірський цифровий двійник - Цифрове моделювання;
Дрон TREVO AeroSense - Дистанційний контроль.
Очікувані результати
Після відновлення водозбору очікується:
стабілізація режиму джерел;
збільшення часу їхнього функціонування в посушливий період;
відновлення частини раніше пересохлих джерел за наявності збережених гідрогеологічних умов;
покращення якості води;
підвищення рівня ґрунтових вод;
збільшення базового стоку рік;
зниження ерозії;
підвищення стійкості усієї гірничої екосистеми.
Місія проекту
Відновлення гірських джерел DREVO розглядає джерело не як окремий об'єкт, бо як прояв здоров'я всього гірського водозбору. Відновлення починається з води, ґрунту та лісу на верхніх схилах та завершується відродженням джерел, які знову стають природними центрами життя, біорізноманіття та стійкого водопостачання.