איך פועלת בריכת שחיה טבעית

תפיסת ההפעלה של ״כמו בטבע״, בריכות שחיה טבעיות

מאת: ארנון טל, מתכנן בריכות, כמו בטבע

בריכת שחיה טבעית היא בעצם אגן מים מלאכותי אקולוגי.

התהליכים המתקיימים בבריכה הטבעית מחקים את פעולתו של הטבע כדי לשמר את איכות המים ללא שימוש בחומרי חיטוי רעילים. יחד עם זאת - בריכה אקולוגית מעשה ידי אדם צריכה בדרך כלל לעמוד באילוצים הכרוכים ב״ביות״ שלה - כמו הצורך לשמור על מפלס מים אחיד וקבוע והרצון לשמור על מים צלולים ואיכותיים באופן רציף במשך כל ימות השנה.

כדי לקיים את אלה, הבריכה הטבעית צריכה לכלול מערכת פיצוי ששומרת על מפלס המים, מערכת הפעלה הידראולית שמניעה את המים, מערכת סינון ששומרת על צלילות המים ומערכת להמרת החנקות שתפקידה למנוע היווצרות אמוניה.

אקולוגיה על רגל אחת

ביומסה היא משקלם הכולל של החומרים האורגניים במים.

בחישוב הביומסה נכללים דגים ויצורים אמפיביים החיים באגן, רקב של הצמחיה במים, חומרים אורגניים מהסביבה (עלים, פרחים, אבקנים, לשלשת ציפורים המגיעות לשתות, אבק וכו…)

כל החומרים האורגניים הללו מתפרקים במים לחנקות. חיידקים מחנקנים מקבוצות שונות הקיימים באופן טבעי במים ממירים את האמוניה לניטריט וניטראט.

בעוד האמוניה והניטריט רעילים מאוד גם בריכוזים קטנים, הניטראט בעל רעילות נמוכה מאוד ונצרך היטב על ידי הצומח במים.

זהו על רגל אחת (קצרה מאד) סיפורו של תהליך ההמרה הביולוגי המכונה גם מחזור החנקות.

כלל האיזון

תהליך ההמרה לא יתקיים באופן תקין ללא קיומו של כלל יסוד אחד (להלן ״כלל האיזון״) :

משקל החמצן המומס במים צריך לעלות על משקל הביומסה במים.

כאשר משקל הביומסה גדול יותר, תהליך ההמרה לא יושלם, האצות יתפרצו בעוצמה, יעלו את משקל הביומסה, יתרמו באופן הולך וגובר לחוסר האיזון ויהפכו את המים לעיסה ירוקה.

כדי למנוע את הפרת האיזון יש להבטיח ספיחת חמצן טובה של המים. מים סופחים חמצן בעיקר בפני השטח.

הנעת המים באמצעות משאבות מפני השטח לתחתית תספק חמצן ביעילות לכל שכבות המים.

ישנן שיטות נוספות לחמצן מים כמו מפלים ומזרקות ובאמצעות בעבוע של אויר ממשאבות אויר אולם אלה יעילות פחות, כלומר יזדקקו ליותר אנרגיה להשגת החימצון הנדרש.

גם לטמפרטורת המים השפעה משמעותית על ״כלל האיזון״. ככל שהמים חמים יותר הם סופחים פחות חמצן וכדי להחדיר את הכמות הדרושה נזדקק ליותר תנועה של המים.

תפיסת התכנון האירופית (איזורים קרים)

תפיסת התכנון הנפוצה של בריכות אקולוגיות באירופה מטילה את רוב משימת ההמרה על אגנים לחים המהווים כ 50% משטח המתחם. כלומר יחס של בערך 1:1 בין שטחי האגנים הלחים בהם גדלים צמחי מים לבין שטח הבריכה המיועד לשחיה.

המים נשאבים בתחתית במרכז, עוברים סינון מכני בסיסי ומוזרמים לתחתית האגנים להמשך הטיפול.

באירופה הקיץ גשום, האויר צלול ואין הרבה לכלוך שעף ונוחת באגן. השפעות הסביבה על הביומסה של האגן שולית. הטמפרטורה הממוצעת נמוכה והמים רוויים בחמצן. כך שבדרך כלל יש מספיק חמצן להמרת הביומסה במים וכלל האיזון מתקיים בערכים טובים.

למה זה עובד פחות טוב באזורים חמים

במקומות חמים יותר ובכלל זה בישראל, שיטת האגנים האירופית עובדת פחות טוב בגלל הבדלי האקלים.

תדירות הגשמים וכמויות הממטרים בישראל נמוכים משמעותית והאוויר שבא במגע עם המים עשיר בביומסה כמו אבק, אבקנים וזיהום אוויר. בשיא הקיץ הביומסה המגיעה מהסביבה עלולה להיות גבוהה פי 5 מזו הנוצרת באגן.

בנוסף, טמפרטורת המים גבוהה והמים מכילים מעט חמצן.

לכלוך שנצבר בתוך האגן מפרק כמויות גדולות של אמוניה למים. מחסור בחמצן במים מאיץ את התהליך עד לקריסה של מערכת ההמרה. לאורך התהליך הנמשך שנתיים עד שלוש, האגן הולך ומידרדר, מתגברות התופעות של מים ירוקים והתפרצויות אצות. בסוף התהליך האגנים תוססים ומפיצים ריח של ביוב.

אז איך בכל זאת מקיימים מים צלולים ואיכותיים כל השנה?

תפיסת ההפעלה לאזורים חמים

אפשר כמובן (ומאד רצוי) לקיים בריכות טבעיות גם באקלים חם ולאפשר אגן ברמת צלילות ואמינות שאינה

נופלת מהיפות שבבריכות האירופיות. וזאת ללא ירוקת כלל ובדרישות תחזוקה פחותות אפילו משל בריכות מומלחות או מוכלרות.

שיטת ההפעלה לאזורים חמים של ״כמו בטבע״ מתבססת על שילוב של 4 עקרונות :

1.  סינון מכני יעיל מאוד שמרחיק את רוב החומר האורגני מהאגן במקום לדחוף אותו לאגנים הלחים. המים היוצאים מהמסננים מכילים רק חנקות מומסות וחלקיקים קטנים מאוד.

2. המרה ביולוגית יעילה של המומסים והחלקיקים הקטנים שנותרו באמצעות ממיר ביולוגי.

3. מערכת UV לצריבה פתוגנית (דומה לזו המשמשת בבר מים לשתייה). לחיסול חיידקים פתוגנים שצלחו איכשהו את ההמרה הביולוגית.

4. הזרמה יעילה של המים באגן כדי לאפשר ספיחה אופטימלית של חמצן.

שילוב של 4 האלמנטים הללו יוצר מאזן בין החמצן המומס לביומסה בערכים שבתנאי אקלים חם עולים במאות ולעתים גם אלפי אחוזים על יעילותה של התפיסה האירופית.

הפרוק היעיל של החנקות והחלקיקים  מזרים לבריכה מים נקיים, צלולים ואיכותיים בכל עונות השנה ללא קשר לעומס הסביבתי.