169132 (Рекультивація промділянки при поверхневому порушенні ландшафту)

Міністерство освіти та науки України

Криворізький технічний університет

Кафедра прикладної екології, мінералогії та раціонального використання надр

Курсовий проект

з дисципліни: «Рекультивація порушених ландшафтів»

На тему: «Рекультивація промділянки при поверхневому порушенні ландшафту»

Кривий Ріг

2009

Зміст

Вступ

1. Опис вихідних умов

2. Вибір напрямку рекультивації

3. Інженерно-технічний етап рекультивації

4. Біологічний етап рекультивації

4.1 Створення зелених насаджень. Підготування ґрунту

4.2 Посадка деревин та чагарників

4.3 Утримання зелених насаджень на промислових ділянках

4.4 Санітарно-гігієнічні функції зелених насаджень

Рекомендації

Використана література

Вступ

Дія людини на природу багато в чому пов'язана з порушенням величезних територій. Окрім безпосереднього порушення ґрунтів відбувається псування природних ландшафтів, порушення гідрологічного режиму місцевості і зниження продуктивності сусідніх земель, погіршення санітарно-гігієнічних умов життя людей.

Насправді, дія людини на ґрунт в процесі виробництва змінює складні біологічні, фізико-хімічні процеси, що відбуваються в ній, а також виняткову її властивість – родючість.

Рекультивація земель є одним з ефективних заходів у вирішенні питання раціонального використання земельних ресурсів та проблем охорони природи взагалі.

Рекультивації підлягають всі землі, які зазнають або зазнали змін у рельєфі, ґрунтовому покриві, материнських породах, що їх підстилають, які відбуваються в процесі гірничих, гідротехнічних, геологорозвідувальних та інших робіт.

Рекультивація земель – це комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності та господарської цінності порушених земель, а також на поліпшення умов довкілля відповідно до інтересів суспільства. Будь – яке будівництво, добування корисних копалин, геологорозвідника тощо не починаються, доки не буде розроблено проект рекультивації порушеного ґрунтового покриву.

Розробляючи поректи рекультивації, враховують природні умови раціону, площу порушених земель, перспективи розвитку району видобутку, фактичний або прогнозний стан порушених земель до моменту рекультивації.

Процес рекультивації складається з двох послідовних етапів: перший технічна рекультивація, другий – біологічна.

Рекультивовані землі та прилеглі до них території після завершення всього комплексу робіт повинні мати оптимально організований та стійкий ландшафт.

Мета і задачі курсового проекту.

Враховуючи необхідність і важливість рекультивації, в даному курсовому проекті метою є придбання практичних навиків проектування рекультіваційних робіт.

Основна увага приділяється першому – гірничотехнічному етапу, бо від правильності його проведення залежить успішне здійснення другого – біологічного, якщо в такому буде необхідність і можливість.

Таким чином, переслідується головна задача проектування: роботи по зняттю і нанесенню ґрунтового шару, підготовка поверхні для рекультивації, вибір обладнання та інші питання відновлення ландшафту.

Загальні відомості про рекультивацію.

З метою збереження земельних ресурсів, компенсації збитку, що завдається природному комплексу, сільському, лісовому і іншим господарствам, виключення шкідливої дії порушених земель на навколишнє середовище, необхідно проводити рекультивацію територій, порушених в процесі діяльності людини.

До рекультивації відносять комплекс гірничих, меліоративних, сільськогосподарських і гідротехнічних робіт по відновленню народногосподарської цінності порушених земель певної цільової спрямованості, а також на покращення навколишнього середовища.

Проведення рекультивації регламентується такими нормативними документами, як «Закон України про рекультивацію порушених земель», ГОСТи:

• ГОСТ 17.5.3.04–83 «Загальні вимоги до рекультивації земель»;

• ГОСТ 17.5.1.02–85 «Класифікація порушених земель для рекультивації»;

• ГОСТ 17.4.3.02–85 «Вимоги до охорони родючого шару ґрунту при проведені земельних робот»;

• ГОСТ 17.5.3.06–85 «Вимоги до визначення норм зняття родючого шару ґрунту при проведенні земельних робіт»;

• ГОСТ 17.5.3.03–80 «Загальні вимоги до гідролісомеліорації».

Рекультивація виконується в два етапи.

Перший етап – гірничотехнічний (технічний), який передбачає приведення земель в стан, придатний для їх цільового використання в сільському, лісовому, рибному господарствах або по іншому призначенню. До першого етапу рекультивації відносяться: зняття, транспортування і нанесення ґрунтів і родючих порід на рекультивовані землі, планування, формування необхідного рельєфу, будівництво доріг, гідротехнічних, протиерозійних і меліоративних споруд і ін.

Другий етап – біологічний, який включає заходи щодо відновлення народногосподарської цінності земель після гірничотехнічної рекультивації відноситься комплекс агротехнічних і меліоративних заходів, спрямованих на відновлення і поліпшення структури ґрунтів, підвищення їх родючості (оранка, боронування, обробка хімічними речовинами, внесення добрив і т.д.), освоєння водоймищ, створення лісів і зелених насаджень, розведення диких тварин і т.д.

Технологія і механізація рекультиваційних робіт вибирається стосовно конкретних умов і згідно напряму рекультивації.

Для складання проекту рекультивації необхідно враховувати клімат, загальну соціально-економічну і господарську характеристику району, топографію, гідрологію, властивості гірських порід і ґрунтів і ін.

Проектування рекультиваційних робіт повинне вирішувати питання:

1. Встановлення площ, що підлягають рекультивації по окремих напрямках подальшого їх використання.

2. Визначення об'ємів рекультиваційних робіт.

3. Обґрунтування технології і комплексної механізації рекультиваційних робіт (схеми роботи обладнання, його продуктивність і т.д.).

4. Оптимізації техногенного ландшафту.

5. Розрахунку основних техніко-економічних показників рекультивації.

Вибір напрямку рекультивації порушених земель повинен базуватися на сукупному обліку і оцінці фізико-географічних, економічних, технологічних і соціально – екологічних умов їх місцеположення. Всі напрямки повинні бути підлеглі одній меті – найраціональнішому і ефективнішому використанню землі, як найшвидшому оздоровленню екологічних умов життя людей, створенню ландшафтів, що відповідають господарським, економічним і санітарно-гігієнічним потребам суспільства.

Проведення сільськогосподарської рекультивації порушених земель найбільш доцільне в зоні оптимальних кліматичних умов для ведення сільського господарства, в районах з високою щільністю населення, де до того ж, як правило, поширені могутні родючі ґрунти і розвинено сільське господарство.

Поверхню ділянок, що готуються для сільськогосподарського використання, бажано формувати аналогічно природному ґрунтовому профілю, наприклад: ґрунт – суглинок – пісок. В межах рекультиваційного шару, що штучно насипається або намивається, повинен бути створений потенційно родючий шар (шар найбільшого зосередження кореневої маси рослин, потужністю не менше 0,8 м для зернових і багаторічних трав, 1,5–2,0 м для плодових культур). Потужність родючого (гумусового) шару ґрунтів, що наноситься, повинна бути не менше 20–30 см. Слід мати на увазі, що потенційна родючість ділянок, що рекультивуються, при збільшенні товщини ґрунтового шару від 0,3 до 0,8 м зростає приблизно в два рази.

Нанесення родючого шару відбувається не раніше, ніж на другий рік після завершення планувальних робіт і перекриття малородючих порід шаром суглинків або інших незасолених порід.

Загальна потужність рекультиваційного шару залежить від агрохімічних і фізичних властивостей порід і ґрунтів, утворюючих шар, де найбільше зосередження кореневої маси рослин.

1. Опис вихідних умов

По завданню запропоновано розробити проект рекультивації техногено-порушених земель.

Надані наступні умови:

1. Клімат території сприятливий;

2. Природній ландшафт рівнинний;

3. Обмежене водопостачання;

4. Відносна стабільність екологічної обстановки;

5. Порушення передбачається поверхневе;

6. Породи, що підлягають рекультивації токсичні;

7. Площа порушених земель – 600 га

8. Відстань транспортування – 3000 м.

Оскільки порушення території поверхневе і природній ландшафт рівнинний, а також присутні токсичні породи, то раціонально виконати лісомеліоративну рекультивацію. Припустимо, що на даній території розташована промислова ділянка, яка на даний час не використовується.

2. Вибір напрямку рекультивації

Землі сільськогосподарського напрямку не підходять, тому що токсичні породи, водні джерела обмежені, поверхневе порушення земель.

Землі природоохоронного і санітарно-гігієнічного напрямку не можливі, так як породи, що підлягають рекультивації токсичні.

Водогосподарський напрям рекультивації передбачає використання кар’єрних виїмок та інших техногенних знижень для розміщення водоймищ, у тому числі рибницьких басейнів, тому така рекультивація неможлива, тому-що обмежені водні ресурси і нема кар’єрних виїмок.

Фітоміліоративна і рекреаційна рекультивація можлива – відносно стабільна екологічна обстановка, клімат сприятливий. Рекреаційна можлива лише в тому випадку, якщо породи фітотоксичні.

Таким чином єдиним напрямком рекультивації є лісомеліорація, тому що клімат території сприятливий, відносна стабільність екологічної обстановки, природний ландшафт рівнинний. При цій рекультивації не дамо розповсюджуватися вологі, а будимо її утримувати регулюючи стоки, зменшимо ерозію ґрунтів, збережемо біорізноманіття. Можлива мисливське та рекреаційне навантаження.

3. Гірничотехнічний етап рекультивації

Після закінчення експлуатації підприємства проводиться демонтаж будівель та споруд, оскільки після цієї роботи залишиться виробниче сміття: залишки будівничих конструкцій, бій цеглин, насипи шлаку, щебеню та ін., ці залишки будуть використовуватись в якості матеріалу для засипки котловини.

Потужність рекультіваційного шару, створюваного на ділянках, складених водотривкими і фітотоксичними породами визначається з врахуванням висоти капілярного підняття води:

P = H _k + K + 0,2, м.

де H_k – висота капілярного підйому, м: глина – 0,2 – 0,5 м; суглинок – 1,5 – 3 м;

К – потужність шару, де найбільше зосередження кореневої маси рослин: деревні рослини -2,5 – 4 м.

Н_к для глини 0,4 м; для суглинків – 1,5 м. К – 4 м.

Для глини: P = 0,4 + 4 + 0,2 = 4,6 (м)

Для суглинків: Р = 1,5 + 4 + 0,2 = 5,7 (м)

На першому етапі рекультивації на території утворюємо котловину площиною 1·10⁶ м^2,глибиною 3 м. Глибина котловини залежить від рівня ґрунтових вод та їх річного коливання.

Ґрунт, який дістали з котловини на деякий час поміщаємо в утворений нами відвал. Кількість ґрунту, які треба видобути становить:

V = 1·10⁶ м² · 3 м = 3·10⁶ (м³)

На другому етапі – зносимо всі будівлі, знімаємо токсичні породи з поверхні території глибиною 0,5 м та проводимо захоронення у котловину.

Загальна кількість порід, які підлягають зняттю становить:

V = 6·10⁶ м² · 0,5 = 3·10⁶ (м³)

Оскільки ґрунти переважно глинясті, то можемо не турбуватись за ґрунтові води.

На третьому етапі – наносимо екрануючий шар ґрунту на всю територію. Ґрунт беремо з відвалу, в якому знаходяться глинясті породи.

На четвертому етапі – покриваємо територію потенційно родючими породами, в нашому випадку суглинками. Потужність шару буде досягати 4 м, оскільки в цьому шарі буде найбільше зосереджена коренева маса рослин. Кількість потенційно родючих ґрунтів треба нанести:

V = 4 м · 6·10⁶ м² = 24·10⁶ (м³)

Перевезення ґрунту здійснюється самохвалом БелАЗ – 549. Рівняння поверхні здійснюється скрепером ДЗ – 107.

План забудови промислової ділянки та геоморфологічна будова після поліпшення ділянки представлені на листі 1. Тут же представлена стратиграфічна колонка.

4. Біологічний етап рекультивації

Проведення інженерно-технічного етапу робіт полягає у конструюванні антропогенного ландшафту з заздалегідь відомими екологічними умовами конкретних ділянок. Біологічний етап проведення рекультиваційних робіт базується на сполученості певних видів рослин з екотопами.

Для розрахунку локальних коефіцієнтів зволоження доцільно використати таблицю розрахунків наведену у довідкових матеріалах

Щоб правильно розуміти механізми формування БГЦ у специфічних умовах техногенного середовища і розробляти найбільш ефективні та раціональні методи рекультивації порушених земель, слід знати як відбувається їх природний розвиток і, зокрема, відновлюється рослинний покрив – найбільш інформативна частина БГЦ.

Нижче наведені матеріали реальної структури рослинних угруповань, які формуються в різних екологічних умовах.

Під час проектування біологічного етапу слід прагнути до формування ценозів наближених до природних.

Метою біологічної рекультивації є створення агроланшафту. На даній рекультивованій території біологічний етап рекультивації буде полягати у висадці на ділянці рослин для відструктування ґрунтового покриву та створення захисного лісу.

Для правильного вибору рослин для посадки знаходимо локальний коефіцієнт зволоження (ЛКЗ). У нашому випадку ЛКЗ дорівнює 1 (від 0,99 до 1,22). Тобто опадів 650 мм, випаровування 600 мм.

Основною ознакою придатності рослин для озеленення промислових ділянок є стійкість їх у екологічних умовах промислових ділянок. При підборі деревних рослин для зон повіщеної забрудненості повітря треба брати до уваги їх еколого-географічне походження. Для озеленення промислових ділянок треба підбирати швидкорослі види, а також з раннім смиканням крон для скорочення затрат за їхнім доглядом. При цьому необхідно враховувати довголіття та стійкість рослин проти заданих умов навколишнім середовищем, а також проти шкідливих комах та грибкових захворювань. При підборі стійких до токсикантів видів перевага надається видам рослин з щільною, з добре листяною кроною (клени, липи, катальпи), найбільш стійкими до загазованості та запиленості атмосфери є рослини з гладким кожним покриттям, покритими восковим нальотом. На них у меншій кількості затримується пил, легко здувається вітром та змивається водою.