Рекультивация земель

Введение

С каждым годом во всем мире все большую опасность для природной среды приобретает промышленная деятельность человека, проявляющаяся главным образом в местах добычи полезных ископаемых, строительных материалов и торфа, а также в местах их обогащения и переработки.

Значительный экологический ущерб окружающей среде наносят так называемые несанкционированные свалки городских отходов. Неудовлетворительное положение сложилось с организацией обезвреживания и захоронения отходов и на полигонах.

Значительный ущерб природной среде наносят карьеры по добыче минерального грунта и нерудных материалов. Общая их площадь составляет около 180 тыс. га. Большая часть нарушенных земель приходится на предприятия цветной металлургии, сельского хозяйства, торфяной, нефтедобывающей и угольной промышленности.

Из-за несвоевременного проведения рекультивации нарушенных земель снимаемый плодородный слой почвы используется не полностью, объемы его складирования увеличиваются. Так, уже заскладировано 143922,7 тыс. м3 плодородного слоя почвы.

Нарушенные земли в результате промышленной деятельности человека должны восстанавливаться своевременно и с надлежащим качеством. Восстанавливают нарушенные земли, проводя рекультивацию в несколько этапов. При этом выделяют мероприятия по восстановлению плодородия или улучшению качества верхнего слоя почвы, устранению вредного воздействия токсичных пород и отходов на окружающую среду, обеспечению требуемых режима и состава поверхностных и подземных вод, а также по обеспечению инженерной защиты объектов рекультивации от эрозии, подтопления, затопления, засоления и т д.

Проведение восстановительных работ способствует более быстрой интеграции нарушенных земель в природную среду.

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

Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную ценность и, как правило, являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду.

Нарушают земли при выполнении открытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом.

1. Природно-климатические условия

1.1 Расположение рекультивируемой территории

Объект рекультивации отвал расположен в Белогорском районе рядом с селом Павловка. Рассматриваемый участок представляет собой заброшенное поле с отвалом в виде свалки бытовых отходов.

1.2 Климат

Климат данного района резко континентальный с признаками муссонности в летнее время. Средняя t? самого теплого месяца - июля 21,2?C;средняя t?самого холодного месяца - января - 26,5?C;годовое количество осадков 60 - 70%, или 420-800 мм.

Продолжительность безморозного периода - 144 дней, период с температурой воздуха выше 0?С - 196 дней, выше 5?С - 169 дней. Годовой приход суммы солнечной радиации 117 ккал ? см. Абсолютный min t? воздуха - 49?С, max -39?C.

Летом преобладают ветры южного, юго-западного, западного и севера - западного направления. Скорость ветра в теплый период в среднем за сутки 3 м ? с в защищенных местах, 5 м ? с на открытых и возвышенных местах.

Устойчивый снежный покров образуется в начале ноября. К концу зимы покров образуется высота его достигает в среднем 17 см , а наибольший запас воды в снеге составляет 42 см.

Весна. Температура в первой декаде составляет +1,3, -2?С. Вторая декада теплее на 2-3?С, средняя температура составляет 3,5-5?С тепла. Переход среднесуточной температуры воздуха через 0?С к положительным значениям осуществляется 6-8 апреля. А переход через +5?С 20-21 апреля.

В течение третьей декады апреля удерживается преимущественно теплая сухая и ветреная погода. Среднедекадная температура воздуха составляет 6,5-8,5?С тепла, максимальные температуры достигают 15-20?С. Минимальные температуры воздуха преимущественно отрицательные 2-7?С мороза. В мае преобладает теплая ветреная с частыми дождями погода.

Достаточное количество тепла и влаги благоприятно сказывается на прорастании семян и появлении всходов зерновых культур. Последние заморозки в воздухе наблюдаются 12-15 апреля.

Лето. Среднесуточные температуры в отдельные дни от 3 до 9°С. В целом средняя температура воздуха за период составляет 19-20,5°С, в связи с преобладанием теплой погоды обеспеченность теплом летнего периода достаточное.

Сумма положительных температур за период с температурами +15?C составляет -1640-1790?.Сумма осадков за летний период составляет 190-300мм, 50-80% нормы. В летний период в отдельные дни наблюдаются сильные дожди с суточным количеством 34мм. Продолжительность летнего периода составляет 87- 100 дней. В первой декаде июня сохраняется теплая погода. Среднедекадная температура воздуха составляет 16 -18?С. Относительная влажность воздуха в пределах 65-69%.Средний дефицит влажности 7-9 мб. За декаду насчитывается 80-100 часов солнечного сияния.

В третьей декаде июня, как и в двух предыдущих, сохраняется теплая погода. Средняя температура воздуха составляет 18-21?С,а преобладающие ночные температуры 10-15?С.

Относительная влажность 75-80%, днем 40-50%. Средний дефицит влажности 5-8 Мб. Июль жаркий и засушливый, max температура 32-34?С .

Август неустойчивый температурным режимом. В начале и в конце первой декады августа среднесуточные температуры воздуха составляли 16-21?С , в целом среднедекадная температура воздуха составляет 20-21?С.Относительная влажность воздуха 64-77%, дефицит влажности 8-13мб.

Осень. Влажность воздуха 50%,в начале ноября среднесуточная t? становится ниже 0?.Среднемесячная температура воздуха 11-12?С, осадки выпадают в каждой декаде. В первой декаде выпадает 20-50% нормы. Среднедекадная температура воздуха сентября составляет 15-16°С. Первые заморозки в воздухе 27-29 сентября.

Среднемесячная температура воздуха в октябре составляет 2-4°С тепла, сумма осадков за месяц составляет 15-19 мм - это 65-76% нормы.

Зима. Зимой выпадает очень мало осадков и мощность снежного покрова не превышает 20-30см, это приводит к промерзанию почв и грунтов, до 2,5-3м. Продолжительность периода с отрицательными температурами составляет 172-175 дней, Сумма осадков за период составляет 25-50мм, что 60-80% нормы. Снежный покров устанавливается9-11. XI . Продолжительность периода со снежным покровом составляет 120-150 дней.

1.3 Породы вскрыши и их пригодность для биологической рекультивации

Главнейшие факторы почвенно-грунтовой среды, ограничивающие возможность биологического освоения нарушенных земель - это показатели кислотности, механического состава, содержание питательных веществ.

Оценивая пригодность пород для биологической рекультивации по одноименным показателям, можно видеть, что даже в пределах одного участка нарушенной территории количественные характеристики пород существенно различаются, категории их пригодности неодинаковы.

Порядок формирования потенциально плодородною 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 катионом. 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 зональными почвами. Токсичность сульфидсодержашнх 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…0,7 м) После проведения химической мелиорации породы покрывают нетоксичной почвообразующей породой, а поверх нее наносят плодородный слой. При содержании токсичных грунтов менее 20 % химическую мелиорацию не проводят.

В связи с этим при разработке проекта следует придерживаться схемы классификации пород вскрыши и почв по их пригодности для биологической рекультивации. Эта схема положена в основу государственного стандарта по классификации пород - вскрыши. Более полные данные о свойствах пород могут быть получены с помощью их минералогического анализа.

Классификация пород вскрыши и почв по их пригодности для биологической рекультивации:

1. Пригодные: плодородные, потенциально плодородные.

2. Малопригодные: по физическим свойствам, по химическим свойствам.

3. Непригодные: по физическим свойствам, по химическим свойствам.

В рассматриваемом случае малопригодные по химическим свойствам. Горные породы и почвы-кислые, среднезасоленные, солонцеватые почвы и породы мел и мергель рыхлые. Сухой остаток-1…2%,рн -5,5…9,подвижный AL- 3…15 мг? 100 г,Na -5…20% от емкости поглощения, фракция< 0,01 мм, 10…75%, гумуса нет. Способ использования для биологической рекультивации - необходимо известкование; проведение промывок; после мелиорации используют под лесопосадки после проведения необходимых мер по улучшению свойств пород.

1.4 Гидрологические условия

Характер залеганий, минерализации и режим грунтовых вод во многих случаях отрицательно влияют на устойчивость грунтов.

Грунтовые воды могут содержать различные вредные примеси и разрушительно действовать на подземные части возделываемых культур. При высоком уровне стояния грунтовых вод ухудшаются условия рекультивационных работ, требуется проведение мероприятии по понижению их уровня. Переувлажнение грунтов приводит также к ухудшению санитарно-гитиенических условий рекультивируемой территории. Поэтому по территории проектируемого нарушенного объекта приводятся сведения о глубине залегания грунтовых вод или составляется гидрогеологическая карта с указанием глубины расположения грунтовых вод (с помощью гидроизогипс-линий их горизонтов). Указывается также характер изменения глубины залегания грунтовых вод в различные сезонные периоды года.

Формирование загрязнения подземных вод на участках размещения свалок объясняется снижением их окислительно-восстановительного потенциала за счет проникновения в подземные горизонты вместе с фильтратом неокисленных органических веществ. Они потребляют кислород подземных вод на свое окисление и различные химические трансформации, формируя при этом околонейтральные бескислородные бессульфидные воды.

Тип загрязнений подземных вод характеризуется присутствием в этих водах неорганических ингредиентов в концентрациях, превышающих ПДК и относящихся к различным классам опасности. Кроме того, в подземных водах в высоких концентрациях присутствуют неокисленные органические вещества всех классов опасности. Миграция загрязняющих веществ в подземные горизонты сводится к прохождению ими серии геохимических барьеров.

На рассматриваемом участке грунтовые воды залегают на глубине 20 метров, по этому воды не оказывают влияние на рекультивируемый объект. Но свалка со временем может привести к ухудшению качества воды, по этому необходима рекультивация данного объекта и сопутствующие мелиоративные мероприятия.

В случаях замены свалочного грунта завозят минеральный грунт. Завозимый грунт должен быть нормативно-чистым по бактериологическим, химическим и радиометрическим показателям. Техническими решениями предусматривают выполнение мероприятий по обеспечению санитарно-гигиенических и микробиологических условий и радиационной безопасности при лесохозяйственной рекультивации.

2. Технический этап рекультивации

2.1 Генеральный план восстановления нарушенных земель

Главная задача восстановления земель сводится к подготовке нарушенной территории к различным видам целевого использования. Сюда входят, создание рациональных форм рельефа с благоприятной структурой отвалов, планировка поверхности, выполаживание откосов, ликвидация последствий усадки, проведение мелиоративных мероприятий, нанесение гумусированных слоев почвы и т.д.

Форма отвалов должна обеспечивать их хозяйственное освоение. Обычно отдается предпочтение отвалам наиболее крупным по площади и с основанием приближающимся по форме к квадрату. Вид последующего освоения земель определяет характер планировочных работ (сплошная, террасная, частичная).

Страницы: 1, 2, 3