Заиление — это загрязнение воды, вызванное твердыми частицами наземного обломочного материала, с преобладанием ила или глины . Это относится как к повышенной концентрации взвешенных отложений, так и к повышенному накоплению (временному или постоянному) мелких отложений на дне, где они нежелательны. Заиление чаще всего вызывается эрозией почвы или разливом отложений.
Иногда его называют двусмысленным термином « загрязнение осадками », который может также относиться к химическому загрязнению осадков, накопленных на дне, или к загрязняющим веществам, связанным с частицами осадка. Хотя «заиливание» не является абсолютно строгим, поскольку оно также включает в себя размеры частиц, отличные от ила, оно является предпочтительным из-за отсутствия двусмысленности.
Причиной повышенного переноса осадка на территорию может быть эрозия почвы или деятельность в воде.
В сельской местности источником эрозии обычно является деградация почвы из-за интенсивной или неадекватной сельскохозяйственной практики, что приводит к эрозии почвы , особенно в мелкозернистых почвах, таких как лесс . Результатом будет повышенное количество ила и глины в водоемах, которые дренируют территорию. В городских районах источником эрозии обычно являются строительные работы, которые включают в себя расчистку первоначальной растительности, покрывающей землю, и временное создание чего-то похожего на городскую пустыню, из которой мелкие частицы легко вымываются во время ливней.
В воде основным источником загрязнения является разлив осадка при дноуглубительных работах , транспортировка вынутого грунта на баржах и отложение вынутого грунта в воде или около нее. Такое отложение может быть сделано для того, чтобы избавиться от нежелательного материала, например, сброс в море материала, вынутого из портов и судоходных каналов. Отложение может также быть сделано для создания береговой линии, для искусственных островов или для пополнения пляжа .
Изменение климата также влияет на скорость заиления. [1]
Другой важной причиной заиления являются септики и другие канализационные осадки , которые сбрасываются в водоемы из домохозяйств или предприятий, не имеющих септиков или очистных сооружений.
В то время как осадок в транспорте находится во взвешенном состоянии , он действует как загрязнитель для тех, кому нужна чистая вода, например, для охлаждения или в промышленных процессах, и он включает водную флору и фауну, которая чувствительна к взвешенным материалам в воде. В то время как было обнаружено, что нектон избегает шлейфов разлива в воде (например, проект экологического мониторинга во время строительства моста Эресунн ), фильтрующие бентосные организмы не имеют возможности спастись. Среди наиболее чувствительных организмов - коралловые полипы. Вообще говоря, сообщества твердого дна и мидийные банки (включая устриц) более чувствительны к заилению, чем песчаные и илистые дна. В отличие от моря, в ручье шлейф покроет весь канал, за исключением, возможно, заводей, и поэтому рыба также будет напрямую затронута в большинстве случаев.
Заиление может также влиять на судоходные каналы или ирригационные каналы. Это относится к нежелательному накоплению осадков в каналах, предназначенных для судов или для распределения воды.
Можно различать измерения в источнике, во время транспортировки и в пределах затронутой области. Измерения источника эрозии могут быть очень сложными, поскольку потерянный материал может составлять долю миллиметра в год. Поэтому обычно применяется подход, при котором измеряется осадок при транспортировке в потоке путем измерения концентрации осадка и умножения ее на сброс ; например, 50 мг/л (1,8 × 10−6 фунт/куб. дюйм ) умножить на 30 м3 / с (1100 куб. фут/с) дает 1,5 кг/с (200 фунтов/мин).
Кроме того, разлив осадка лучше измеряется при транспортировке, чем у источника. Транспорт осадка в открытой воде оценивается путем измерения мутности , соотнесения мутности с концентрацией осадка (используя регрессию, разработанную на основе образцов воды, которые фильтруются, высушиваются и взвешиваются), умножения концентрации на сброс, как указано выше, и интегрирования по всему шлейфу. Чтобы выделить вклад разлива, фоновая мутность вычитается из мутности шлейфа разлива. Поскольку шлейф разлива в открытой воде изменяется в пространстве и времени, требуется интегрирование по всему шлейфу, и его следует повторять много раз, чтобы получить приемлемо низкую неопределенность результатов. Измерения проводятся вблизи источника, порядка нескольких сотен метров.
Все, что находится за пределами буферной зоны рабочей зоны для разлива осадка, считается потенциальной зоной воздействия. В открытом море воздействие, вызывающее беспокойство, касается почти исключительно сообществ сидячего дна, поскольку эмпирические данные показывают, что рыбы эффективно избегают зоны воздействия. Заиление влияет на донное сообщество двумя основными способами. Взвешенный осадок может мешать сбору пищи фильтрующими организмами, а накопление осадка на дне может захоронить организмы до такой степени, что они будут голодать или даже умирать. Только если концентрация экстремальна, она снижает уровень освещенности в достаточной степени для воздействия на первичную продуктивность. Накопление всего лишь 1 мм (0,039 дюйма) может убить коралловые полипы.
В то время как влияние заиления на биоту (когда вред уже нанесен) можно изучить путем повторного осмотра выбранных тестовых участков, масштаб процесса заиления в зоне воздействия можно измерить напрямую путем мониторинга в реальном времени. Измеряемыми параметрами являются накопление осадка, мутность на уровне фильтрующей биоты и, по желанию, падающий свет. [2]
Заиление, масштабы которого влияют на судоходство, можно также контролировать с помощью повторных батиметрических исследований.
В сельской местности первой линией обороны является сохранение земельного покрова и предотвращение эрозии почвы в первую очередь. Вторая линия обороны заключается в улавливании материала до того, как он достигнет сети рек (известно как контроль осадков ). В городских районах защита заключается в том, чтобы держать землю открытой как можно меньше времени во время строительства и использовать иловые экраны для предотвращения попадания осадков в водоемы.
Во время дноуглубительных работ разлив может быть минимизирован, но не устранен полностью за счет конструкции и эксплуатации земснаряда. Если материал сбрасывается на сушу, можно построить эффективные отстойники. Если он сбрасывается в относительно глубокую воду, во время сброса произойдет значительный разлив, но не после него, а возникающий разлив оказывает минимальное воздействие, если поблизости есть только мелкозернистые отложения.
Одним из самых сложных конфликтов интересов, которые необходимо разрешить в отношении смягчения заиления, является, пожалуй, питание пляжей . Когда отложения размещаются на пляжах или рядом с ними для пополнения размываемого пляжа, любые мелкие частицы в материале будут продолжать вымываться до тех пор, пока песок будет перерабатываться. Поскольку все пополняемые пляжи размываются или им не нужно было бы пополнение, они будут способствовать прибрежному заиливанию почти столько же времени, сколько потребуется для размывания того, что было добавлено, хотя и с несколько уменьшающейся интенсивностью с течением времени. Поскольку утечка пагубна для коралловых рифов, эта практика приводит к прямому конфликту между общественными интересами спасения пляжей и сохранения любых прибрежных коралловых рифов. Чтобы свести конфликт к минимуму, пополнение пляжа не должно проводиться с использованием песка, содержащего какие-либо фракции ила или глины. На практике песок часто добывают в прибрежных районах, а поскольку доля мелких частиц в отложениях обычно увеличивается по мере удаления от берега, отложенный песок неизбежно будет содержать значительный процент мелких частиц, способствующих заиливанию.
Желательно минимизировать заиление оросительных каналов путем гидрологического проектирования, при этом целью является не создавать зоны с падающей способностью транспортировки осадка, поскольку это способствует седиментации. После того, как седиментация произошла, в оросительных или судоходных каналах, дноуглубление часто является единственным средством.
