Обоснование требований к рекультивации карьеров ПГС в поймах водотоков

Гущенко В.В. ( НИ ИрГТУ)

 

Обоснование требований к водохозяйственному направлению рекультивации карьеров песчано-гравийной смеси на примере техногенных водоемов

 

 

Для наибольшей части территорий России – 55% - самой острой признана проблема нарушения земель в процессе хозяйственной деятельности человека и невыполнения обязательных работ по их рекультивации, причем для 30% эта проблема оценена как имеющая приоритетный характер для значительной части территории. Это регионы с развитой добывающей промышленностью и северные регионы с низким потенциалом самовосстановления экосистем на нарушенных землях [2].

 

Как это не прискорбно, но большая часть площадей интенсивнее всего отчуждается в центре и на юге европейской части, а также на юге Западной и Восточной Сибири. То есть там, где природой созданы наиболее благоприятные условия для сельскохозяйственного производства и проживания человека. Ухудшение экологических условий имеет особенно глубокий резонанс из-за высокой плотности населения. К сожалению, видимого прогресса по решению проблем рекультивации и ремедиации нарушенных земель за последние годы наблюдать не приходится [1].

 

При распределении площади земли в РФ по видам ее использования площадь водоемов на нарушенных землях составляет 72,0 млн га, из них 60% территории занято озерами, более 30% - ручьями и реками, около 8% - водохранилищами и прудами [2]. Возникает острая необходимость в восстановлении нарушенных земель и водного баланса территорий путем проведения рекультивационных работ после отработки месторождений полезных ископаемых и возможность совмещения процесса восстановления поверхности с отработкой карьеров.

При рекультивации земель, нарушенных при добыче строительных материалов, рекомендуется на месте отработанных карьеров устраивать водоемы различного назначения. Выработанное пространство карьеров, расположенных в поймах рек, обводнено, что не требует проведение специальных мероприятий по водообеспечению. Рекультивационные работы здесь сводятся, главным образом, к благоустройству надводных откосов, бортов карьеров и прилегающих к ним территорий.

 

В связи с необходимостью интенсификации восстановления нарушенных земель и повышения результативности работ по рекультивации автором были проведены дополнительные исследования, суть которых заключалась в выявлении факторов, влияющих на процесс восстановления и развития флоры и фауны вблизи водоемов, а именно на берегах и островных участках. Итогом проведенных исследований стало обоснование необходимости усовершенствования технологии рекультивации, введения новых требований, позволяющих снизить экономические затраты.

 

Исследования были проведены на техногенных озерах в районе ст. Баклаши Иркутского района. Обоснование проведения исследований в данном районе было сделано ранее [3].

 

При обработке результатов исследований участки техногенных озер были классифицированы автором по типу древесной растительности.

При сравнении интенсивности зарастания нарушенной поверхности был выявлен фактор влияния на этот процесс экспозиции склонов. В связи с этим возникла необходимость определения его значимости.

 

На исследуемых участках с северной, северо-западной и юго-западной экспозицией имеется плодородный слой, мощность 0,1 – 0,3 м, густая травяная растительность от 240 до 360 корней на 1 м². Несмотря на наличие дерна, имеются следы водной эрозии, образованные во время снеготаяния и осадков. Размыв почвы наблюдается в непосредственной близости к водоему (1 – 4 м от линии воды в летний период). Высота берегов колеблется от 1,5 до 3 м от уровня воды.

 

При наклоне поверхности в диапазоне 20 – 26 град травяной дерн не обеспечивает необходимой защиты поверхности от водной эрозии. При меньшем значении размыва почвы на рассмотренных участках не выявлено.

Древесная растительность представлена в основном ивой (3 - 20 шт/100м²) и в малом количестве березой (1 – 2 шт/1000м²). На рисунке 1 приведена зависимость количества деревьев, выше 1 м на 100 м² от угла наклона поверхности.

На изучаемых водоемах была выявлена криволинейная зависимость высоты и развития деревьев от угла наклона поверхности. На рисунке 2 такое влияние приведено на примере растений высотой более 1 м.

При анализе графика установлено, что рост количества «корней» происходит при увеличении угла наклона поверхности, причем критическим значением угла является значение – 26 град. Далее происходит уменьшение числа растений.

Для полной оценки зарастания берегов был произведен анализ роста травы на исследуемых участках.

 

Преобладающая высота травы 0,2 – 0,4 м. На рисунке 3 видно, что резкое падение числа корней травы наблюдается со значения угла откоса в 26 град. Это объясняется увеличением влияния ветровой эрозии на склон, что приводит к выносу семян с данной территории.

 

В зоне затопляемости берегов отмечены густые заросли осоки, редкие плотные участки камышей (1 х 2 м). Места с пологими берегами (угол откоса 2 град), малым заложением дна водоема и низким уровнем водообмена заболочены. Болотные кочки достигают в высоту 0,5 м от уровня воды (см рисунок 4), в количестве  6 – 12 шт/10 м².

На северной, юго-западной стороне доминирует облепиха (см рисунок 5) как малой высоты – до 1 м (30 – 60 шт/100 м²), так и более 1 м (30 – 50 шт/100 м²). Заросшие облепихой зоны находятся на всем протяжении откоса, угол варьирует от 22 до 34 град. Трава очень редкая, плотного дерна нет.

 

 

Породы на исследуемых участках представлены песчано-галечными отложениями с валунами до 0,5 м. Плодородного слоя нет.

 

Водная эрозия присутствует в первом надводном поясе.

Исследование влияния угла наклона поверхности на рост облепихи приведены на рисунке 6.

 

 

Увеличение численности корней происходит до наклона поверхности в 23 - 30 град. На рисунке 7 отображен рост облепихи при 33 град.

 

 

 

Островные участки на рассмотренных озерах густо поросли ивой и облепихой. Возвышение островов над уровнем воды 0,5 – 1,0 м в летнюю межень. Причиной развития плотных зарослей является ограниченная площадь поверхности, высокая увлажненность грунта, минимальное воздействие человеческого фактора на развитие флоры и фауны.

 

Проведенные исследования подтверждают необходимость создания новых и усовершенствования существующих требований к рекультивации земель, нарушенных горными работами при отработке месторождений строительного сырья. На примере карьеров ПГС в Иркутском районе выявлены положительные тенденции развития растительности в более сложных условиях, относительно существующих ранее. Так, на сегодняшний день рекомендуемый угол выполаживания поверхности выше уровня воды составляет 12 – 23 град [4] - при посадке деревьев, а в результате исследований удалось выявить благоприятные условия для восстановления нарушенных земель при 20 – 26 град при нанесении плодородного слоя и 23 – 30 град (в отдельных случаях 33 град) без такового.

 

Таким образом, при рекультивации карьеров строительных материалов можно значительно упростить технологию и снизить экономические затраты на восстановление нарушенной поверхности при водохозяйственном направлении рекультивации. Это возможно достичь посредством обоснования новых требований и рекомендаций к технологии ведения горных работ при открытой разработки месторождений строительного сырья.

 

 

Используемая литература

1 Биологическая рекультивация и ремедиация техногенно нарушенных земель [Электронный ресурс]: Чекасина Е.В., Егоров И.В. Режим доступа: http://www.ecoguild.ru, свободный. – Загл. с экрана.

2 Проблемы рационального использования охраны земельных ресурсов в РФ [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.history.ru, свободный. – Загл. с экрана.

3 Анализ процесса самозарастания нарушенной поверхности карьеров строительных материалов, Гущенко В.В., Сборник научных трудов Безопасность-10. Иркутск: 2010.

4 Инструкция по рекультивации земель, нарушенных при разработки россыпных месторождений золота предприятиями объединения «Лензолото» [Текст]. Пермь: 1992.