Manfaat lingkungan dari pengerukan sedimen lunak dari danau rekreasi kecil di Washington Barat

RW Plotnikoff, HL Gibbons, Joe Bernert

PENGANTAR

Lake Limerick adalah waduk kecil (129 hektar) yang dibangun di 1966 terutama sebagai danau rekreasi baru bagi mereka yang ingin melarikan diri dari keramaian dan hiruk pikuk Seattle. Investor properti awal adalah kelompok yang beragam, beberapa di antaranya masih tinggal di rumah yang sama saat ini. Saat ini, pemilik rumah adalah pensiunan kombinasi, penduduk usia kerja dan akhir pekan, yang menikmati sumber rekreasi yang indah dan golf pribadi dan klub pedesaan yang menyambut pengunjung publik.

Selama 50 tahun terakhir, drainase di sekitar Danau Limerick telah menyaksikan panen kayu yang signifikan. Dua anak sungai telah membawa sedimen dalam jumlah besar ke danau, mengakibatkan hilangnya habitat perikanan di danau dan penggunaan rekreasi. Mulut anak sungai menunjukkan dampak kumulatif dari pengiriman sedimen selama bulan aliran tinggi. Secara historis, salah satu drainase anak sungai (Beaver Creek) memiliki aktivitas berang-berang signifikan yang telah menghilang seiring dengan meningkatnya pembangunan di daerah tersebut.

Gambar 1. Peta Batimetri Danau Limerick yang menunjukkan interval kontur kedalaman sebelum pengerukan.

Danau Limerick memiliki kedalaman maksimum sekitar 18 kaki (kedalaman rata-rata 9 kaki) di dua cekungan (Gambar 1). Area danau adalah 129 hektar dengan garis pantai 4.4 mil. Dua anak sungai utama, Beaver Creek dan Cranberry Creek, adalah sumber yang menjaga tingkat danau dan bervariasi secara musiman.

Bagian dari Lake Limerick dikeruk tiga puluh tahun sebelum proyek ini menggunakan garis kapal keruk vakum dengan bahan deposit pembuangan pembuangan semprotan di tempat yang membentuk Log Toy Island (sumber daya komunitas yang digunakan untuk piknik dan taman bermain). Proyek saat ini difokuskan pada peningkatan habitat perikanan di danau dengan pengerukan sedimen halus yang menutupi mulut dua anak sungai ke danau. Sedimen halus telah bermigrasi ke reservoir, dangkal area besar yang digunakan oleh penduduk garis pantai. Pengerukan akan meningkatkan kedalaman reservoir bersama dengan area garis pantai dan meningkatkan berenang dan berperahu untuk pemilik rumah garis pantai.

Beberapa tujuan ditetapkan ketika merencanakan dan merancang program pengerukan di Lake Limerick. King's Cove dan Cranberry Cove diidentifikasi sebagai area penting untuk restorasi, pertama dengan meningkatkan gradien thalweg (bagian terdalam dari saluran) untuk setiap anak sungai sehingga saluran yang ditentukan meluas ke lingkungan lentik. Pendalaman saluran thalweg mendorong pergerakan sedimen lunak selama aliran tinggi ke area danau yang lebih dalam. Pengerukan semua material dari kedua teluk akan menjadi biaya yang mahal; meningkatkan gradien thalweg mendorong pelepasan sedimen halus yang tersisa dari daerah dekat pantai dan memungkinkan arus anak sungai untuk melakukan bagian dari pekerjaan. Menghapus 5,000 cubic yard gabungan dari sedimen lunak dari dua teluk akan mengekspos lebih banyak substrat keras di daerah ini dan mendorong pembentukan kembali komunitas bentik yang digunakan sebagai sumber makanan dan meningkatkan daerah pemijahan ikan. Para pemangku kepentingan yang memberikan izin menyatakan keprihatinannya terhadap Suku Pulau Squaxin dan Departemen Ikan dan Margasatwa Washington tentang mengganggu sedimen halus yang akan meningkatkan kekeruhan di danau dan membahayakan spesies ikan penting.

Gambar 2. Wilayah proyek Lake Limerick di Cranberry Cove dan King's Cove.

Wilayah proyek pengerukan diuraikan dalam Gambar 2. Kedua anak sungai ini telah menyumbang sejumlah besar sedimen yang membentuk kusen-kisi besar lebih jauh di danau dan merupakan target untuk menghilangkan dan meningkatkan kedalaman thalweg. Area drainase untuk setiap anak sungai diindikasikan sebagai proporsi dari seluruh cekungan Danau Limerick. Cranberry Creek mewakili daerah yang paling banyak dikeringkan (61 persen dari daerah aliran sungai) di cekungan.

METODE

Desain pendekatan pengerukan dianggap banyak variabel. Yang paling penting adalah untuk mencegah pemotongan kepala sedimen keras yang mendasarinya di dekat mulut setiap sungai saat memasuki Danau Limerick. Badan-badan sumber daya dan suku mengidentifikasi daerah-daerah di mana pemotongan kepala dapat terjadi dan terbatas di mana kegiatan pengerukan akan diizinkan. Survei lokasi masing-masing teluk, pemetaan batas atas dan bawah untuk pengerukan, dan pengukuran perkiraan kedalaman dan konsistensi sedimen diselesaikan sebelum pengerukan.

Jumlah total material kerukan (kadar padat dan kelembaban) terbatas pada 5,000 yard kubik. Survei pra-pengerukan digunakan untuk memperkirakan petak yang dapat dikeruk di setiap teluk, volume material yang akan dihilangkan, dan peluruhan yang akan terjadi saat material jatuh ke petak. Juga diperhitungkan untuk penempatan transek pengerukan adalah arus dari arus tinggi (freshets) di kedua aliran anak sungai yang akan memfasilitasi pengelupasan.

Gambar 3. Pengerukan penempatan transek di King's Cove.

Transek pengerukan di King's Cove terdiri dari satu garis longitudinal yang dimaksudkan untuk meningkatkan kedalaman dan gradien thalweg (Gambar 3; Titik A ke Titik B). Tiga transek lateral tambahan ditempatkan untuk meningkatkan erosi sedimen halus garis pantai yang akan diangkut selama aliran tinggi ke bagian yang lebih dalam dari teluk. Dua transek lateral ini (Titik C ke Titik D dan Titik G ke Titik H) adalah tegak lurus terhadap transek panjang untuk memobilisasi sedimen halus selama freshets. Salah satu transek lateral (Titik E ke Titik F) ditempatkan di dekat garis pantai yang akan memobilisasi denda dekat pantai ke perairan yang lebih dalam di King's Cove.

Gambar 4. Penempatan transek pengerukan di Cranberry Cove.

Transek pengerukan di Cranberry Cove (Gambar 4) terdiri dari satu garis longitudinal yang dimaksudkan untuk meningkatkan kedalaman dan gradien thalweg serta untuk membersihkan sedimen halus dari daerah dangkal yang lebih luas yang terbentuk di muara Cranberry Creek (Gambar 4; Titik A hingga Poin B). Dua transek lateral ditempatkan di dekat ujung atas dan bawah dari garis keruk longitudinal. Sepertiga ditempatkan sejajar dengan garis pantai (Titik E ke Titik F) untuk mendorong peluruhan sedimen halus oleh aksi gelombang dan arus dari Cranberry Creek ke area teluk yang lebih dalam.

Gambar 5. Kapal keruk MudCat dengan boom dan kepala pemotong terpasang.

Sedimen halus dari Danau Limerick dihapus dengan MudCat® mengeruk termasuk boom dengan kepala pemotong (Gambar 5). Sedimen dilonggarkan dengan kepala pemotong, dicampur dengan air tambahan untuk membentuk lumpur bergerak, dan dipompa melalui pipa apung ke Log Toy Island untuk penyimpanan di GeoBags®. Sedimen halus lebih tebal ketika dikeruk dan dicampur dengan air untuk memudahkan transportasi melalui pipa apung.

Gambar 6. Skema boom dan cutter head MudCat dengan perisai.

Sedimen halus dapat menjadi terkonsolidasi membentuk massa yang lebih keras tergantung pada jenis tanah dan keberadaan tanaman air. Kepala pemotong pada akhir boom di MudCat memiliki tine yang memecah sedimen yang terkonsolidasi dan vegetasi yang mencabut untuk mempermudah penghisapan penghisapan (Gambar 6). Pelindung pada kepala pemotong dimaksudkan untuk mengurangi atau menghilangkan suspensi bahan halus yang akan meningkatkan kekeruhan di dekat aktivitas pengerukan.

HASIL

Boom apung membawa material keruk.

Gambar 7. Boom apung membawa material keruk.

Polimer organik dengan peralatan pompa.

Gambar 8. Polimer organik dengan peralatan pompa.

Input polimer organik ke garis keruk

Gambar 9. Input polimer organik ke jalur pengerukan sebelum sedimen halus memasuki kantong penyiraman.

Sedimen halus dipindahkan melalui pipa pengerukan menggunakan pompa in-line yang diposisikan untuk menjaga lumpur bergerak. Boom mengapung di permukaan danau dengan pelampung dan memindahkan material ke salah satu dari dua Geobag yang tidak ada airnya.® (Gambar 7). Sebelum memasuki kantong penyiraman, lumpur sedimen yang halus dicampur dengan polimer organik yang dapat terurai (Aquamark®) (Gambar 8) untuk menarik semua endapan halus dari larutan dan mendorong air mengalir lebih cepat dari kantong (Gambar 9). Material kapal keruk de-watered diangkut dengan truk ke tempat pembuangan sampah terdekat yang disetujui untuk menerima dan menyimpan material dari danau.

Kualitas air selama pengerukan dipantau untuk setiap peningkatan kekeruhan di sebelah peralatan pengerukan, dekat tepi bagian dalam tirai kekeruhan, dan segera di luar tirai kekeruhan. Ini adalah kondisi izin lingkungan kabupaten yang dimaksudkan untuk memoderasi pengaruh pada perikanan di danau. Peningkatan kekeruhan yang lebih besar dari 5 NTU (Nephelometric Turbidity Unit) di atas latar belakang dianggap melebihi standar kualitas air negara. Kekeruhan selama operasi pengerukan tidak melebihi kriteria negara (Gambar 10).

Pengamatan kekeruhan selama operasi pengerukan.

Gambar 10. Pengamatan kekeruhan selama operasi pengerukan.

Peningkatan kekeruhan memiliki efek langsung pada ikan remaja dan dewasa di danau. Peningkatan kekeruhan dapat mengurangi cahaya dan memengaruhi jangkauan visual ikan, berkontribusi terhadap keberhasilan atau penghindaran pemangsa, tergantung pada tahap kehidupan. Durasi dan besarnya kondisi keruh selama pengerukan dapat berdampak pada perikanan.

Garis potong pengerukan dibuat sepanjang transek yang dijelaskan pada Gambar 3 (King's Cove) dan Gambar 4 (Cranberry Cove). Pemotongan yang lebih dalam mendorong pengelupasan sedimen halus garis pantai, terutama selama freshets yang meningkatkan debit dari anak sungai ke masing-masing teluk. Sedimen garis pantai yang halus dibawa ke perairan yang lebih dalam di teluk saat arus lebih tinggi. Perbedaan kedalaman air sebelum (<0.5 kaki) dan sesudah (3.5 kaki sampai 4.0 kaki) pengerukan memindahkan sedimen halus ketika kecepatan anak sungai tinggi (Gambar 11).

Mengeruk garis potong dalam sedimen halus.

Gambar 11. Mengeruk garis potong dalam sedimen halus.

Sedimen halus yang dibersihkan dibersihkan petak lebih luas dari dasar danau.

Gambar 12. Sedimen halus yang dibersihkan dibersihkan petak lebih luas dari dasar danau.

Sebaliknya, di mana sedimen halus tidak sedalam, pengerukan mampu menghilangkan petak sedimen halus yang lebih luas dan mengekspos sedimen keras di dasar danau (Gambar 12). Pengelupasan sedimen halus garis pantai akan terjadi di sini karena freshets dari anak sungai input ke danau meningkatkan debit.

Kedalaman sebelum dan sesudah pengerukan sepanjang transek thalweg di King's Cove.

Gambar 13. Kedalaman sebelum dan sesudah pengerukan sepanjang transek thalweg di King's Cove.

Kedalaman sebelum dan sesudah pengerukan sepanjang transek thalweg di Cranberry Cove.

Gambar 14. Kedalaman sebelum dan sesudah pengerukan sepanjang transek thalweg di Cranberry Cove.

Sebagai salah satu tujuan untuk proyek pengerukan ini, kedalaman transek thalweg meningkat dari titik hulu terjauh di anak sungai ke danau. Perbedaan kedalaman sepanjang setiap transek diukur sebelum dan sesudah pengerukan di King's Cove (Gambar 13). Kedalaman pengerukan di sepanjang transek Raja Cove thalweg meningkat rata-rata dua hingga dua setengah kaki.

Demikian pula, kedalaman transek thalweg di Cranberry Cove meningkat, rata-rata, antara dua dan dua setengah kaki (Gambar 14). Kedalaman sedimen keras cukup seragam di Cranberry Cove begitu jarak pengerukan sekitar 150 kaki dari ujung atas zona pengerukan.

PEMBAHASAN

Pengerukan meningkatkan kedalaman air di sepanjang jalur pengerukan transek di Cranberry Cove dan King's Cove. Kedalaman air yang meningkat memungkinkan akses yang lebih baik ke anak sungai pemasukan untuk steelhead musim dingin, salmon coho, dan cutthroat penduduk. Selain itu, mengekspos sedimen keras diharapkan menghasilkan komunitas bentik yang lebih beragam daripada komunitas saat ini yang didominasi oleh amphipoda, dipteran, dan cacing. Habitat pemijahan di dalam danau telah diperluas dengan membersihkan sedimen halus dari sedimen keras. Fungsi ekologis telah dipulihkan pada berbagai tingkatan trofik dan baik basis makanan maupun perikanan memiliki peluang untuk meningkat.

Peluang rekreasi di teluk-teluk kecil yang dipengaruhi oleh sedimen halus dan kedalaman dangkal di tahun-tahun 30 sejak pengerukan awal harus ditingkatkan dengan menghilangkan sedimen, memungkinkan akses yang lebih baik, berenang, memancing, dan estetika. Hasil yang berhasil dari menghilangkan sedimen halus dari teluk Lake Limerick menunjukkan bahwa pengerukan secara berkala dapat menguntungkan perikanan dan rekreasi.

1Tetra Tech, Inc. Pusat Ilmu Pengetahuan Ekologi
1420 Fifth Avenue, Suite 550
Seattle, WA  98101

2Konstruksi Industri Kelautan
10050 SW Wilsonville Road
Portland, OR  97070