Рекультивация земель

Лекция № 12

Тема: «рекультивация земель» Вопросы:

1. Понятие, природные особенности и характеристика нарушенных земель.

2. Типы природно-техногенных ландшафтов.

3. Этапы рекультивации земель.

4. Основные направления рекультивации и требования к рекультивации по направлениям использования нарушенных земель.

Вопрос 1.

Нарушенные земли — это земли, утратившие первоначальную хозяйствен­ную ценность и являющиеся источником отрицательного воздействия на окру­жающую среду. Нарушение земель происходит при добыче полезных ископае­мых, выполнении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ, что приводит к нарушению почвенного покрова, гидрологического режи­ма местности, образованию рельефного и других качественных изменений.

Рекультивация земель - это комплекс работ, направленных на восстанов­ление их продуктивности и народнохозяйственной ценности, а также на улучше­ние условий окружающей среды.

Рекомендуемые материалы

При открытом способе добычи нерудных строительных материалов и тор­фа образуются денудационные формы рельефа, классифицируемые как карьер­ные выемки. К ним относятся виды нарушенных земель:

- при добыче торфа:

1. фрезерные поля;

2. карьеры гидроторфа;

3. машинно-формовочные карьеры;

- при добыче нерудных стройматериалов:

1. карьеры песка;

2. карьеры песчано-гравийных материалов;

3. карбонатного сырья;

4. глины.

Кроме названных различают виды нарушенных земель:

1) провалы;

2) прогибы;

3) шахтные отвалы при подземной разработке ископаемых;

4) отвалы, образуемые из вскрышных пород или некондиционных по­лезных ископаемых;

5) городских и промышленных отходов (золо- и шлакоотвалы);

6) насыпи при ликвидации транспортных путей, дамбы ГТС, траншеи при проведении строительных работ.

Нарушенные земли классифицируют по площади:

- крупноплощадные (свыше 50 га);

- среднеплощадные (1-50 га);

- малоплощадные (до 1 га).

Классифицируют в зависимости от состояния на них плодородного слоя почвы:

- снят полностью (карьерные выемки, придорожные полосы, открытые площади различного назначения);

— снят на 50% и более, перемешан с нижележащими слоями (при строи­тельстве газо- и нефтепроводов и т.п.);

- погребен под неплодородной породой на глубину 20 см и более (места разравнивания кавальеров вдоль каналов, отвалы при геологоразведоч­ных работа, отвалы шахт, солеотвалы и др.);

— загрязнен нефтепродуктами, в местах стоянки машин и механизмов, со­левыми растворами, промотходами, городскими отходами.

К нарушенным землям также относят агроландшафты, территории кото­рых подвержены эрозии, дефляции, заовраженности и прочим процессам.

Вопрос 2.

В результате производственной деятельности изменяются естественно- природные ландшафты, превращаясь в техногенные комплексы. В зависимости от размеров выемок и насыпей и их взаимного расположения можно выделить следующие типы природно-техногенных ландшафтов.

Крупнокарьерно-отвалъные — это сочетание природных элементов ланд­шафта с глубокими (до 100...300 м) многоуступными карьерами большой пло­щадью в плане и высотными многоярусными отвалами.

Примером таких техногенных комплексов могут служить железорудные, угольные карьеры. Они имеют только внешние отвалы, достигающие несколь­ких десятков метров в высоту, и по два-три и более террасовидных уступа. По­сле окончания отсыпки верхняя поверхность отвалов имеет слабоволнистый рельеф. Скорость естественного зарастания и пригодность к последующей ре­культивации обусловливаются физико-химическими свойствами горных пород, вынесенных на поверхность.

Средне- и мелкокаръерно-отвалъные — это сочетание природных типов местности с техногенными ландшафтными участками и отдельными урочища­ми, представленными небольшими и средними карьерами (от 1 до 10... 15 га) и о дно-двухъярусными внешними и внутренними отвалами (высотой от 2...3 до 15...30м). Внешние (бортовые) отвалы отсыпают обычно рядом с карьерами в виде системы гребневидных или одиночных холмообразных вытянутых насы­пей, занимающих площади до нескольких десятков гектаров; встречаются во многих промышленных районах, где ведут открытую добычу рудных и неруд­ных полезных ископаемых, горизонтально залегающих на небольшой глубине (от нескольких до 40...50 м).

В качестве примера можно привести карьеры по добыче известняка, песка", гравия, глин и суглинков.

Торфяно-каръерные представляют собой сочетание элементов природного ландшафта с выработанными торфяными полями и траншейными выемками.Дражно-отвальные речных долин — это природные ландшафты речных долин, измененные в результате появления большого количества дражных от­валов разных параметров, структуры и степени зарастания, развития эрозион­ных процессов, загрязнения воды, изменения водного и теплового режимов речных пойм и т. д. Этот тип техногенного ландшафта распространен преиму­щественно в речных долинах, в местах добычи цветных металлов дражным способом.

Просадочно-каръерно-отвалъные ландшафты характеризуются сочетанием провально-просадочных форм рельефа (ложбины, западины, ямы, воронки, котловины), шахтных отвалов (конические, гребневидные и др.), карьеров и различных отвалов перерабатывающей промышленности.

Индустриалъно-«мусорно»-отвалъные — это несколько условное название вида техногенного ландшафта предполагает наличие в качестве фоновых уро­чищ отвалов из отходов перерабатывающей промышленности — золы, шлама, бытовых отходов и т. д. Значительная часть этих отвалов имеет в своем составе токсичные элементы и является серьезным источником загрязнения атмосферы, грунтовых вод и почвы окружающей территории.

Частично поврежденные промышленными выбросами — природные ландшафты, подвергающиеся воздействию промышленно-газовых выбросов в атмосферу, сброса жидких и твердых отходов промышленными предприятиями в реки и на участки, примыкающие к промышленным площадкам (загрязнение нефтью и нефтепродуктами), и т. д. Как правило, рельеф таких ландшафтов не нарушается, но существенные изменения претерпевают их растительный и по­чвенный покровы, состав животного мира, продуктивность лесных и сельско­хозяйственных угодий.

Вопрос 3.

Выделяют три основных этапа рекультивации земель: подготовительный; технический; биологический.

Подготовительный период предполагает работы по исследованию нару­шенных земель, определению направления их использования в народном хозяй­стве, составлению проектной документации.

Техническая рекультивация, в зависимости от региональных условий мо­жет включать промежуточную стадию — химическую мелиорацию.

Этап технической рекультивации имеет несколько стадий и включает не­обходимые работы по формированию рельефа местности.

Первая стадия — выемка и складирование гумусированного слоя почвы и нетоксичных пород для последующего их использования при рекультивации. -

Вторая стадия — формирование и планирование поверхности отвалов. Под отвалы в первую очередь необходимо использовать выработанное про­странство карьеров, овраги и балки.

При размещении отвалов в оврагах и балках необходимо учитывать хими­ческий и минералогический состав складируемых пород. Не рекомендуют за­полнять их токсичными породами, так как последние через общую гидрологи­ческую сеть могут загрязнять водоемы и ухудшать качество воды, вызывать уг­нетение или отравление фауны и флоры водоемов. Отвалы располагают в местах, которые в последующем не будут использованы для горных работ, на пло­щадках, непригодных для хозяйственного использования, или с низким плодо­родием. Места для формирования отвалов выбирают с учетом перспективы природного и хозяйственного развития всего бассейна. При формировании от­валов необходимо стремиться к созданию такого рельефа местности, который в последующем был бы безупречным в санитарном отношении, экономически эффективным и эстетически приемлемым.

Третья стадия — формирование потенциально плодородного корнеобитаемого слоя для последующего этапа биологической рекультивации. Плодоро­дие почвенного слоя зависит главным образом от качества вскрышных и вме­щающих пород. В зависимости от их физико-химических свойств и пригодно­сти к биологическому освоению они поделены на три основные группы:

I — плодородные и потенциально плодородные грунты, вполне пригодные для произрастания растений;

II — малопригодные грунты для произрастания растений, так называемые индифферентные грунты, которые можно использовать в основном под лесона­саждения;

III — непригодные грунты для произрастания растений, как правило, фитотоксичные, для освоения которых необходимо предварительное проведение химической мелиорации.

Порядок формирования потенциально плодородного корнеобитаемого слоя при рекультивации поверхностей выработанных карьеров и отсыпанных отвалов зависит от токсичности слагающих их пород. Если породы фитотоксичные и содержат более 20 % токсичных грунтов, то на них нельзя непосред­ственно наносить слой почвы. Поступающие с капиллярной влагой растворы серной кислоты вызывают разрушение минеральной части почвы, что способ­ствует появлению дополнительных количеств подвижных форм алюминия и кремнекислоты, резкому понижению рН. Захоронение сульфидсодержащих по­род даже на глубину 1 м не спасает растения от их неблагоприятного воздейст­вия и значительно понижает урожай по сравнению с зональными почвами. Ток­сичность сульфидсодержащих пород может быть уменьшена при проведении химической мелиорации, прежде всего известкованием с внесением высоких доз извести (не менее 7...10кг/м² при глубине мелиорируемого слоя 0,5...0,7м). После проведения химической мелиорации породы покрывают нетоксичной почвообразующей породой, а поверх нее наносят почвенный слой. При содер­жании токсичных грунтов менее 20 % химическую мелиорацию не проводят.

Этап технической рекультивации включает также и такие работы, как строительство подъездных путей, дренажно-осушительных и водозаградигельных сооружений для защиты рекультивируемых площадей от ливневых и па­водковых вод, от водной и ветровой эрозии.

Третий этап восстановления нарушенных земель — биологический этап рекультивации, который осуществляют после полного завершения техническо­го этапа. Биологический этап рекультивации состоит в восстановлении поч­венного покрова. Работы этого этапа выполняют в соответствии с предполагае­мым использованием рекультивируемой территории и агротехническими требованиями к почвенному покрову для возделывания конкретных сельскохозяй­ственных культур. В ходе биологической рекультивации обеспечивают форми­рование почвенного слоя, оструктуривание почвы, накопление гумуса и пита­тельных веществ и доведение свойств почвенного покрова до состояния, отве­чающего требованиям сельскохозяйственных культур, намечаемых к возделы­ванию.

Вопрос 4.

Рекультивированные территории можно использовать в следующих на­правлениях: сельскохозяйственное, лесохозяйственное, водохозяйственное, рекреационное, природоохранное, санитарно-гигиеническое и строительное.

При сельскохозяйственном направлении, рекультивации земли можно ис­пользовать под пашни, сенокосы, пастбища и многолетние насаждения. При сельскохозяйственном направлении рекультивации земель, формируемые уча­стки должны быть удобными по рельефу, размерам и форме. Поверхностный слой их должен быть сложен породами, пригодными для биологической ре­культивации. Размеры и планировка участков должны обеспечивать производи­тельное использование современной сельскохозяйственной техники и исключе­ние развития эрозионных процессов и оползней почвы.

Перед подготовкой земель под пашню на малопродуктивные породы на­носят плодородный слой почвы. В случаях отсутствия требуемого количества почвенного грунта наносят потенциально плодородные породы. Для формиро­вания корнеобитаемого слоя проводят агротехнические и мелиоративные меро­приятия по повышению плодородия потенциально плодородных пород с после­дующим выращиванием на них однолетних, многолетних злаковых и бобовых культур.

По окончании работ по рекультивации земель при сельскохозяйственном направлении их использования необходимо заключение агрохимической и са­нитарно-эпидемиологической служб об отсутствии опасности выноса расте­ниями веществ, токсичных для человека и животных.

При лесохозяйственном направлении использования создают леса эксплуа­тационного назначения, а при необходимости — леса защитного, водорегули­рующего и рекреационного назначения. Подбирают древесные и кустарнико­вые растения с учетом классификации горных пород, характера гидрогеологи­ческого режима и других экологических факторов.

Рекомендуем посмотреть лекцию "24.Тема любви в поэзии Бодлера".

При водохозяйственном — устраивают водоемы для хозяйственно- бытовых и промышленных нужд, орошения и рыбоводства. Водохозяйственное направление использования нарушенных земель предполагает создание водо­емов различного назначения в карьерных выемках, траншеях и на деформиро­ванных участках шахтных полей. Создание водоемов включает строительство соответствующих гидротехнических сооружений, необходимых для затопления карьерных выемок и поддержания в них расчетного уровня воды, проведение мероприятий по предотвращению оползней и размыва берегов с учетом ком­плексного их использования преимущественно для целей водоснабжения ры­боводства, орошения и рекреационных целей. В связи с этим токсичные породы ложа и бортов водоема, а также пласты пород, склонные к самовозгоранию, эк­ранируют безопасными породами.

При создании водоемов необходимо планировать мероприятия по предот­вращению попадания в водоемы кислых или щелочных подземных вод и поддержанию благоприятного режима и состава воды в соответствии с санитарно- гигиеническими требованиями, а также мероприятия по благоустройству и озе­ленению берегов.

При рекреационном — для создания зон отдыха и спорта, под парки и ле­сопарки, водоемы для оздоровительных целей, охотничьи угодья, туристские базы и спортивные сооружения; При рекреационном направлением рекультива­ции земель необходима планировка с минимальным объемом земляных работ и сохранением существующих или образованных в результате производства ра­бот форм рельефа.

При природоохранном и санитарно-гигиеническом — под создание участ­ков противоэрозионного лесонасаждения, задернованных или обводненных, за­крепленных или законсервированных с применением технических средств, уча­стков для самозарастания — специально не благоустраиваемых с целью после­дующего использования в хозяйственных или рекреационных целях. Санитар­но-гигиеническое направление использования предполагает выбор средств кон­сервации нарушенных земель в зависимости от состояния, состава и свойств слагаемых пород, природно-климатических условий, технико-экономических показателей. Все мероприятия по технической и биологической рекультивации при консервации нарушенных земель согласовывают с органами санитарно- эпидемиологической службы. Применяемые вяжущие материалы для закрепле­ния поверхности нарушенных земель должны обладать достаточной водопрочностью и устойчивостью к температурным колебаниям и не оказывать отрица­тельного воздействия на окружающую среду. Поверхность промышленных от­валов, сложенных непригодным для биологической рекультивации субстратом, экранируют, нанося слой почвы из потенциально плодородных пород.

Консервацию шламоотстойников, золоотвалов и других промышленных отвалов, содержащих токсичные вещества, осуществляют с соблюдением сани­тарно-гигиенических норм. Поверхность промышленных отвалов закрепляют техническими, биологическими или химическими способами.

При строительном — для промышленного, гражданского и прочего строительства и другого назначения.