Erosión, sedimentación en estanques de acuicultura en el suelo

Las prácticas de mitigación deben comenzar en la etapa de diseño.

Los terraplenes de arcilla pesada deben tener suficientes pendientes laterales, de lo contrario se deslizarán.

Los sedimentos de los estanques de suelo provienen principalmente de dos fuentes: altas concentraciones de sólidos en suspensión en el suministro de agua y erosión del fondo de los estanques y terraplenes. Debido a que la erosión y la sedimentación son comunes, los científicos de la acuicultura las consideran la norma y prestan poca atención a cómo reducir la erosión del suelo y la acumulación de sedimentos en estanques más profundos.

La erosión degrada los suelos y el exceso de sedimentos en los estanques reduce la profundidad, crea un fondo blando, dificulta la recolección y daña las comunidades bentónicas y animales. Las partículas del suelo suspendidas en estanques aumentan la turbidez y, por lo tanto, reducen la transmisión de luz para la fotosíntesis del fitoplancton. Los altos niveles de sólidos en las aguas residuales son contaminantes.

Construcción de estanques

Durante la fase de diseño y construcción, la práctica debe comenzar a reducir la entrada externa de partículas de suelo suspendidas y minimizar la erosión interna. Los terraplenes deben tener suficientes pendientes laterales para resistir la erosión. La Tabla 1 muestra las pendientes recomendadas para diferentes tipos de suelo.

Boyd, pendientes laterales recomendadas, Tabla 1

Tipo de suelo Lateral (horizontal: vertical)

Arcilla, arena arcillosa, marga, arena fangosa 3: 1 lado húmedo
Arcilla, arena arcillosa, marga, arena fangosa 2: 1 lado seco
Arcilla limo 3.1 lado húmedo
Arcilla limo 3.1 lado seco
Suelo bien clasificado 1: 1, 2: 1 lado húmedo
Suelo bien clasificado 1: 1, 2: 1 lado húmedo

Tabla 1. Pendientes laterales recomendadas para prevenir la erosión de terraplenes de estanques de arcilla.

Aunque la mayoría de las referencias a la construcción de estanques sugieren que es deseable un alto porcentaje de arcilla al llenar los terraplenes de estanques, el material de suelo arcilloso pesado no tolera bien y es difícil de compactar. Un terraplén de pendiente pronunciada con un alto contenido de arcilla puede deslizarse y provocar una erosión severa. Un suelo bien clasificado con menos arcilla y una amplia distribución del tamaño de partículas es lo mejor para el terraplén.

El agregado debe compactarse completamente, lo que requiere que el agregado esté cerca del contenido de humedad óptimo para la compactación. Como procedimiento de laboratorio llamado prueba estándar de Proctor, el contenido óptimo de humedad del suelo para la compactación se puede medir al 95 por ciento de la densidad máxima. A menudo no es posible utilizar este procedimiento para construir un estanque, pero las siguientes instrucciones pueden ser útiles.

Los contenidos de humedad óptimos típicos para una buena compactación de tipos de suelo comunes son: materiales arenosos, 6-10 por ciento; arena fangosa, 8 a 12 por ciento; barro, 11 a 15 por ciento; materiales arcillosos, 13 a 21 por ciento. El agregado debe aplicarse en capas de 15-20 cm y compactarse antes de aplicar la siguiente capa. Se debe agregar agua al suelo seco para aumentar y compactar la humedad.

Se puede instalar una piedra, piedra riprap o gavión debajo de la línea de flotación para controlar la erosión. Se debe usar una cubierta de césped sobre el lado húmedo y seco del agua para controlar la erosión. Si la parte superior del terraplén no está cubierta con grava, también debe cubrirse con pasto.

Los canales construidos para transferir agua a los estanques también deben diseñarse para evitar la erosión. Las pendientes laterales mínimas (de horizontal a vertical) y las velocidades máximas permitidas del agua para evitar la erosión en canales de diferentes profundidades se dan en la Tabla 2.

Boyd, Pendientes laterales permitidas, Tabla 2

Tipo de suelo Lados (horizontal: vertical) Velocidad máxima del agua (m / s)
Velocidad máxima del agua (m / s
1,5 m de profundidad Velocidad máxima del agua (m / s
2,0 m de profundidad

Arcilla de arena 3,0 0,77 0,84 0,89
Arcilla limo 3,0 0,97 1.05 1,11
Arena lisa 2.0 0,97 1.05 1.l1
Arcilla rígida 1,5 1,35 1,47 1,55

Cuadro 2. Pendientes laterales permisibles y velocidades máximas del agua en los canales del suelo para evitar la erosión.

Abastecimiento de agua, terraplenes

Se debe investigar el suministro de agua de los estanques para determinar si es una fuente importante de sólidos en suspensión. La erosión de los estanques de las cuencas fluviales en cuencas pequeñas puede ser una fuente importante de sólidos en suspensión. Las áreas descompuestas en las cuencas fluviales deben cubrirse con pasto u otra vegetación. A veces es posible construir zanjas o terrazas para desviar el peligro de los estanques a áreas críticas.

Los montículos más utilizados en la acuicultura están llenos de agua de arroyos, canales, estuarios u otros cuerpos de agua, que pueden tener altas concentraciones de sólidos en suspensión. El agua turbia debe mantenerse en un recipiente de sedimentación antes de ser transferida a los canales y estanques de la granja. No hacerlo puede resultar en una sedimentación excesiva. Un tiempo de sedimentación de cuatro a ocho horas elimina la mayoría de los sólidos gruesos, pero los lodos finos y las partículas de arcilla a menudo permanecen en suspensión.

En el lado seco de los suelos causado por el viento y la lluvia y en el lado húmedo por encima de la línea de flotación, la erosión se puede reducir en estanques construidos mediante la instalación de césped u otra cubierta resistente a la erosión con pendientes insuficientes.

Ventilacion mecanica

La aireación mecánica crea corrientes de agua que pueden dañar los terraplenes y fondos del estanque. A veces, los sedimentos surcan en medio de estanques densamente aireados.

La aireación mecánica utilizada en muchos estanques genera corrientes de agua que pueden causar una severa erosión de los terraplenes y fondos de los estanques y la acumulación de sedimentos en el fondo del estanque. La erosión asociada con los aireadores se vuelve más severa a medida que aumenta la cantidad de aireación, pero con niveles de aireación moderados de hasta aproximadamente 20 hp / ha, se puede minimizar la erosión de la práctica avanzada.

Estas prácticas incluyen colocar aireadores a una profundidad de más de un metro en el agua, colocar los aireadores detrás de las puntas internas de los terraplenes, generalmente a unos 6 metros de la línea de flotación, y evitar el impacto de las corrientes de agua generadas por los aireadores en los terraplenes.

Los sedimentos se pueden eliminar de los estanques para restaurar el fondo del estanque a casi su condición original. Este sedimento debería, si es posible, usarse para eliminar la erosión dentro del terraplén. Es especialmente importante compactar completamente las áreas reparadas y fortalecerlas contra la erosión.

Revestimientos

A velocidades de aireación más altas, se debe instalar un cierto tipo de revestimiento para proteger los movimientos de tierra de las corrientes generadas por los aireadores. El revestimiento también protege el fondo del estanque de la erosión causada por especies de cultivos que perturban los fondos de los estanques en busca de alimento o para construir sitios de anidación.

El revestimiento completo de estanques con membranas de plástico es más efectivo, pero este método es muy costoso y causa desviaciones en la calidad del agua. En particular, el revestimiento evita la adsorción de fósforo del agua por parte del suelo y la floración densa del fitoplancton. Estas flores tienden a «florecer y caer», lo que hace que el ambiente del estanque sea desfavorable para la acuicultura. Por supuesto, los estanques completamente revestidos se pueden usar para la acuicultura heterotrófica basada en biobloqueos, pero la mayoría de los productores no han adoptado este método de cultivo tan extenso.

El revestimiento parcial de áreas sensibles a la erosión con estanques de plástico o geofabricación es una alternativa más barata que el revestimiento completo de estanques. Investigaciones recientes de la Universidad de Auburn proporcionan evidencia de que los revestimientos geotejidos permeables y relativamente económicos permiten el intercambio de fósforo y otras sustancias disueltas y gaseosas entre el suelo y el agua. Dichos revestimientos pueden prevenir la erosión del estanque sin alterar la calidad del agua. Sin embargo, antes de recomendar este material para uso general, es necesario abordar una serie de cuestiones: la vida útil esperada, la tendencia de la tela a flotar y el tamaño de abertura óptimo de la tela.

La prevención de la erosión en los estanques tiene la ventaja añadida de reducir la concentración de sólidos en suspensión en el agua y, por tanto, en el efluente del estanque. Las ecoetiquetas que participan en certificados de ecoetiqueta, como el Programa de Mejores Prácticas de Acuicultura, pueden encontrar que invertir en el control de la erosión ayuda a evitar la necesidad de construir una cuenca de lodos de aguas residuales para cumplir con el límite general de concentración de sólidos en suspensión.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de enero / febrero de 2011 de ).

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