Мелиорация, рекультивация и охрана земель Заиграевского района

3.2. Этапы рекультивации природно-техногенных ландшафтов 

     Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные  участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия на них нарушенных земель. Рекультивацию земель, нарушенных промышленной деятельностью, проводят, как правило, в три этапа.

      Первый  этап — подготовительный: обследование нарушенных территорий, определение направления рекультивации, технико-экономическое обоснование и составление проекта рекультивации.

      Второй  этап — техническая рекультивация, которая в зависимости от региональных условий может включать промежуточную стадию —химическую мелиорацию. Техническую рекультивацию обычно обеспечивают предприятия, которые разрабатывают полезные ископаемые. Необходимость рекультивации земель, нарушенных карьерными разработками, оказывает большое влияние на технологию и экономические показатели разработок, включая выбор способа разработки, отвалообразования, средств механизации вскрышных и отвальных работ и средств транспортировки пород в отвалы.

      Выбор технологии технической рекультивации  зависит:

• от вида последующего использования рекультивируемых площадей;
• мощности, объема и расстояния транспортировки плодородного слоя почвы и вскрышных пород с хорошими почвообразующими свойствами, раздельно вынимаемых и укладываемых на поверхность восстанавливаемых отвалов;
• принятых способов разработки карьеров и формирования отвалов;
• типа и характеристики основного оборудования, очереди разработки и скорости перемещения фронта работ;
• равномерной загрузки оборудования в течение всего срока эксплуатации карьера;
• свойств плодородного слоя почвы и вскрышных пород, используемых для рекультивации;
• рельефа, климата, гидрологических и гидрогеологических условий рекультивируемой территории, господствующих геохимических процессов в данном районе до и после разработок.

      Этап  технической рекультивации должен проходить в процессе эксплуатации карьера. Выполнение этого условия, во-первых, экономит затраты на разравнивание отвалов, так как работы ведут с рыхлыми свежеуложенными породами, которые требуют меньше усилий на резание и перемещение грунта; во-вторых, сокращает период освоения рекультивируемых площадей, так как первое разравнивание проводят в период формирования отвалов, а второе — после частичного самоуплотнения в период рекультивации.

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

      Первая  стадия — селективная 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, области как единого целого. 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 мелиорации. Плодородие почвенного слоя зависит главным образом от качества вскрышных и вмещающих пород. Пригодность вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации нарушенных земель определяют в соответствии с рекомендациями ГОСТ 15.5.1.03—86. Вскрышные и вмещающие породы в зависимости от их физико-химических свойств и пригодности к биологическому освоению 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.

      Каждую  их этих групп делят на подгруппы по физико-химическим свойствам и по пригодности к разным видам освоения согласно ГОСТ 17.5.1.03—86.

      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. Так, при покрытии гумусированным слоем почвы сульфидсодержащих пород в почвенном слое увеличивается содержание подвижных форм железа и особенно алюминия, обменного водорода и понижается содержание обменных катионов. 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...10 кг/м² при глубине мелиорируемого слоя 0,5...0,7 м). 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 водозаградительных 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 горнотехнического этапа. Биологический этап рекультивации состоит в восстановлении почвенного покрова. Работы этого этапа землепользователи выполняют в соответствии с предполагаемым  использованием рекультивированной 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. 
 

3.2.1. Рекультивация и обустройство карьеров нерудных материалов при сухой выемке грунта 

      В результате добычи полезных ископаемых и минерального сырья земли нарушаются карьерными выработками, достигающими глубины 100 м. В зависимости от положения дна карьера относительно залегания подземных вод он бывает обводненным или сухим. В сухих карьерах добываемый материал обычно разрабатывают землеройными машинами, в обводненных чаще используют землесосные снаряды.

      Обводненные карьерные выемки после прекращения  их эксплуатации используют под водоемы многоцелевого назначения, сухие — под площадки для строительства, пашни, пастбища, лесонасаждения и т. д. При сухой выемке грунта нижний горизонт не должен достигать уровня залегания грунтовых вод, а карьер не должен заполняться водой.

      Глубина нижнего горизонта выработки  определяется не возможностями землеройной техники, а намерениями по рекультивации и обустройству территорий. Достаточным расстоянием между максимальным уровнем грунтовых вод и нижним горизонтом разработки считают 1 м. Данное условие должно быть определяющим при выборе дальнейшего использования территории карьера до начала работ по выемке грунта.

      При нарушении данного условия в  ходе сухой выемки грунта, часто  осуществляемой стихийно, разработку ведут до той глубины, достичь  которую в том или ином случае позволяет колеблющийся уровень  грунтовых вод. После выемки грунта остается заболоченная, практически не поддающаяся рекультивации территория. В таких случаях перед проведением работ по рекультивации возникает необходимость проведения осушительных мероприятий. Правда, иногда такие территории могут представлять интерес в качестве места обитания земноводных и иметь природоохранное значение.

      Большое значение имеет способ ведения работ  по выемке грунта в карьере. Часто  рекультивацию можно начинать, не дожидаясь завершения разработок, и значительно упростить ее, выбрав соответствующую технологию производства работ в карьере.

      Перед массовой выработкой грунта снимают  плодородный слой почвы с целью  дальнейшего использования его  на малопродуктивных угодьях и рекультивируемых землях. Нормы снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ определяются требованиями, изложенными в ГОСТ 17.5.3.06—85. При снятии, складировании и хранении плодородного слоя почвы необходимо соблюдать меры, исключающие ухудшение его качества. 

3.2.2. Рекультивация территории карьеров добычи камня 

      По  классификации скальные грунты и  конгломераты считают непригодными для биологической рекультивации по физическим свойствам. При добыче камня рекультивация выработанного пространства карьеров и поверхностей отвалов из скальной породы требует выполнения специальных предварительных мероприятий. Карьер по добыче камня — серьезное вторжение в структуру ландшафта, полностью изменяющее природные условия и оставляющее после себя многочисленные и большей частью очень заметные раны в природном балансе и внешнем виде ландшафта.

      В процессе добычи камня образуются насыпи из вскрышного (поверхностный слой месторождения) слоя грунта, непригодного для производственных целей. Этот грунт  можно разделить на плодородный  слой почвы и материнскую породу или выветренные скальные породы, снимаемые при выполнении вскрышных работ. Верхний почвенный слой должен быть сохранен во временных отвалах растительного грунта. Кроме того, на некоторых добывающих предприятиях в отвал отправляют отсев, а также другие производственные отходы, добытые в месторождении, но непригодные для использования. Объемы и доля вскрышных работ и производственных отходов в объеме добычи непостоянны и изменяются по мере разработки месторождения, однако их можно предварительно достаточно точно рассчитать, чтобы определить размеры отвалов и окончательно сформировать рельеф местности при рекультивации. 

3.2.3. Рекультивация и обустройство подошвы выработки и складских площадок 

      Подошва выработанного пространства в карьерах скального грунта, а также уплотненные в результате движения транспортных средств производственные и складские площадки непригодны для непосредственного обустройства ландшафта без предварительного проведения работ по их рекультивации. Поэтому перед планомерной высадкой саженцев древесно-кустарниковой растительности на площади рекультивируемых участков подошвы карьера и складских площадок, предварительно освобожденных от складируемого материала, отсыпают слой рыхлого вскрышного и почвенного грунтов толщиной не менее 1 м.

      Для погрузки в автосамосвалы вскрышного и почвенного грунтов из временных отвалов используют одноковшовые экскаваторы. Доставляемый автосамосвалами вскрышной и почвенный грунты разравнивают бульдозерами по поверхности рекультивируемых участков подошвы карьера и складских площадок. В карьерных разработках достаточно часто наблюдается скопление холодного воздуха, что в совокупности с низким содержанием питательных веществ образуемого растительного покрова затрудняет развитие древесно-кустарниковой растительности. Поэтому для оттока холодного воздуха при проведении рекультивации необходимо создать уклон подошвы карьера в сторону общего понижения дневной поверхности земли, а постоянным отвалам придать форму, обеспечивающую продуваемость карьерной выработки.