Tái tạo nguồn nước Wisconsin
Khi Sở Giao thông Vận tải Wisconsin (WDOT) bắt đầu xây dựng Quốc lộ 45 phía Tây gần Clintonville, dự án thoạt nhìn có vẻ bình thường. Tuy nhiên, khi bắt đầu triển khai, dự án lại diễn biến theo một hướng bất thường:
Nhóm công nhân, sau khi san lấp mặt đường bằng vật liệu lót vào đêm hôm trước, mỗi sáng quay lại công trường đều thấy mặt đường thấp hơn hai feet (khoảng 60 cm). Hiện tượng này tiếp diễn trong hai tuần liên tiếp cho đến khi người ta phát hiện ra rằng trọng lượng của vật liệu lấp đang đẩy lớp đất bên dưới (bùn đen đặc và rêu than bùn) xuống hồ Brady rộng mười mẫu Anh (khoảng 4,8 ha) liền kề.
Trước khi bắt đầu xây dựng Quốc lộ 45, hồ có độ sâu trung bình 18 feet (khoảng 4,5 mét). Sau khi phát hiện hiện tượng đất dịch chuyển, một số khu vực của hồ chỉ còn mực nước trung bình dưới chín inch (khoảng 23 cm). Hồ câu cá từng trong lành, là nơi sinh sống của nhiều loài động vật hoang dã và có vài khu dân cư sinh sống, đang đứng trước nguy cơ biến mất. Do đó, Sở Tài nguyên Thiên nhiên Wisconsin (WDNR), cơ quan chịu trách nhiệm quản lý hồ thuộc sở hữu nhà nước này, đã can thiệp.
Cùng với WDOT, WDNR đã đánh giá các phương pháp khác nhau để phục hồi hồ Brady. Do diện tích rộng lớn của khu vực, lượng vật liệu cần loại bỏ và các vấn đề xử lý chất thải, phương pháp nạo vét thủy lực đã được lựa chọn. Các phương án sử dụng thiết bị hạng nặng truyền thống (máy xúc gầu kéo hoặc máy xúc gắn trên sà lan) sẽ tạo ra quá nhiều nguy cơ tràn đổ và các vấn đề xử lý chất thải, hoặc sẽ gây hại đến điều kiện hiện tại của hồ bằng cách làm khuấy động lại phần lớn vật liệu cần loại bỏ. Việc tháo cạn hồ và làm sạch hồ không phải là một lựa chọn khả thi.
Phạm vi công việc yêu cầu sử dụng tàu nạo vét nổi để đào vật liệu đến độ sâu 18 feet và bơm qua đường ống kín dài 3,000 feet đến một hố chứa vật liệu khô. Chênh lệch độ cao giữa hai khu vực là 110 feet. WDNR yêu cầu bất kỳ lượng nước nào được xả từ khu vực chứa chất thải ra hồ phải có nồng độ chất rắn lơ lửng không cao hơn năm phần triệu so với điều kiện hiện tại của hồ.
Cơ quan WDNR/WDOT đã trao hợp đồng nạo vét tại hồ Brady cho công ty J&S Dredging ở Arpin, Wisconsin. Vào tháng 7 năm 1991, chủ sở hữu của J&S, ông Jim Mann, đã đưa vào sử dụng máy nạo vét thủy lực Model 4010 Versi-Dredge™, do công ty Innovative Material Systems, Inc. (IMS) ở Olathe, Kansas sản xuất. Điểm độc đáo của máy nạo vét thủy lực có thể vận chuyển bằng một xe tải này là khả năng hoạt động ở độ sâu tiêu chuẩn 20 feet (khoảng 6 mét).
Sau khi đến hiện trường, tàu nạo vét được hạ xuống hồ và các neo cáp di động của tời được cố định. Ống dẫn được đặt từ hồ xuyên qua cống ngầm của đường cao tốc đến mỏ khai thác vật liệu. Trên bờ, một máy bơm tăng áp được lắp đặt để tối đa hóa hiệu suất. Công tác nạo vét bắt đầu ngay sau đó, với việc loại bỏ trầm tích thực tế diễn ra tương đối suôn sẻ. Tuy nhiên, có hai khu vực cần chú ý thêm: việc lắp đặt cáp di động và việc loại bỏ thảm thực vật.
Do hồ Brady có hình dạng giống quả thận, một đầu rộng gần 1,000 feet và đầu kia chỉ rộng tám feet, nên hệ thống vận chuyển cáp neo bờ bốn điểm tiêu chuẩn là không khả thi. Thay vào đó, người ta sử dụng hệ thống vận chuyển cáp ba neo; hai neo bờ ở phía sau, được nối bằng một sợi cáp điều chỉnh và được định vị bằng bộ căng để kiểm soát chuyển động ngang và một neo trung tâm phía trước để kéo máy nạo vét về phía trước. Cấu hình này tạo ra một rãnh hình quạt cần thiết để hoàn thành công việc.
Gần trung tâm hồ, cây bồ đề mọc thành từng cụm nổi. Những loại cỏ dại này, thường gây khó khăn cho máy bơm nạo vét, dễ dàng bị nhổ bỏ bằng cách loại bỏ đất đá thải từ dưới rễ của chúng. Cánh quạt nhỏ có cánh nhỏ được cấp bằng sáng chế của IMS, được thiết kế để bơm rác thải và các vật thể dài, dạng sợi, sau đó di chuyển chúng qua đường ống và vào khu vực chứa đất đá thải. Tuy nhiên, thỉnh thoảng cây bồ đề sẽ quấn quanh thanh cắt và phải được cắt bỏ hai đến ba lần một ngày.
J&S đã nghĩ ra một hệ thống khéo léo để trả lại nước từ khu vực thải về hồ Brady với nồng độ chất rắn lơ lửng không vượt quá năm phần triệu so với lượng hiện có trong hồ.
Hố khai thác đất khô được chia thành hai ô rộng 300 feet và dài 1000 feet bởi một con đê. Độ dốc của con đê giảm từ ba feet ở đầu xả đến tám feet ở đầu tràn. Cứ cách 200 feet, người ta đặt một hàng rơm nằm ngang. Các bó rơm sẽ lọc nước dần dần khi nước chảy về phía đầu tràn. Tại đầu tràn, một lưới lọc bùn được đặt xuống để lọc thêm lượng nước còn lại.
Mỗi ngày, nước được bơm vào một ngăn chứa trong bốn giờ, sau đó dòng chảy của đường ống được chuyển hướng sang ngăn chứa khác bằng van một chiều trong bốn giờ còn lại. Sau khi để vật liệu lắng qua đêm, máy bơm tưới tiêu được sử dụng để bơm nước đến một cánh đồng nông trại rộng 35 mẫu Anh liền kề. Khu đất này, được bao phủ bởi thảm thực vật và dốc về phía hồ, được lót bằng các bó rơm ở chu vi để dẫn lượng nước dư thừa về hồ. Nước chảy vào hồ đáp ứng tất cả các tiêu chí về chất rắn lơ lửng của WDNR.
Kể từ khi hoàn thành dự án hồ Brady, J&S đã thực hiện nhiều dự án nạo vét trong cả lĩnh vực nước sạch và nước thải công nghiệp. Theo Jim Mann, “Máy nạo vét Versi-Dredge™ là một sự bổ sung tuyệt vời cho hoạt động kinh doanh của chúng tôi. Chúng tôi đã đa dạng hóa nguồn doanh thu và cung cấp một dịch vụ sinh lời thường được khách hàng của công ty chị em J&S Liquid Systems – chuyên vận chuyển chất thải sinh hoạt, đô thị và sữa – yêu cầu.”
Để biết thêm thông tin, hãy nhấp vào đây.
Nguồn: Đất và Nước
