Водохозяйственное, рыбохозяйтсвенное, рекреационное, строительное и санитарно – гигиеническое направления использования рекультивируемых земель

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.

Рыбохозяйственное направление - создание на рекультивированных землях водоемов для рыборазведения; Рекреационное направление - создание на рекультивированных землях зонотдыха;

Требования к рекультивации земель при рекреационном направлении должны включать:

- вертикальное планирование территории с минимальным объемом земляных работ, сохранение существующих или образованных в результате производства работ форм рельефа на стадии технического этапа;

- обеспечение стабильности грунтов при строительстве сооружений для отдыха и занятий спортом;

- проектирование, строительство и эксплуатация зон рекреации водных объектов для организованного массового отдыха и купания должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.5.02-80 и с учетом требований стандарта.

Строительное направление - приведение нарушенных земель в состояние, пригодное для промышленного, гражданского и внутрихозяйственного строительства.

Требования к рекультивации земель при санитарно-гигиеническом направлении должны включать:

- выбор средств консервации нарушенных земель в зависимости от состояния, состава и свойств слагаемых пород, природно-климатических условий, технико-экономических показателей;

- согласование всех мероприятий по технической и биологической рекультивации при консервации нарушенных земель с органами санитарно-эпидемиологической службы;

- применение вяжущих материалов для закрепления поверхности нарушенных земель, не оказывающих отрицательного воздействия на окружающую среду и обладающих достаточной водопрочностью и устойчивостью к температурным колебаниям;

- нанесение экранирующего слоя почвы из потенциально плодородных пород на поверхность промышленных отвалов, сложенных непригодным для биологической рекультивации субстратом;

- выполнение мелиоративных работ;

- консервацию шламоотстойников, хвостохранилищ, золоотвалов и других промышленных отвалов, содержащих токсичные вещества, с соблюдением санитарно-гигиенических норм;

- закрепление промышленных отвалов техническими, биологическими или химическими способами.

 

Таблица 9

Изменение свойств торфа во времени

(по М.Н. Никонову и В.И. Минкиной)

 

Тип и вид торфа	Степень разложения, %		Зональность, %		Потери органического вещества, % от исходного содержания
	исходная	через 13-15 лет	исходная	через 13-15 лет
Верховой сфагновый	3	21	3,17	6,56	50
Верховой медиум	15	27	2,60	3,13	40
Верховой пушецевый	45	55	2,10	2,38	20
Низинный  осоковый	15	28	6,01	8,83	30

 

 

Средняя плотность низинного торфа через Т лет после осушения (по Б.С. Маслову)

 

₀ (1+ m Тⁿ),

 

где ₀ – средняя плотность соответственно в начале и через Т лет после осушения, г/см³;

  n – показатель степени, учитывающий климатические условия, n = 0,025;

  t – среднегодовая температура воздуха, ⁰С;

  m – коэффициент, суммарно учитывающий характер сельскохозяйственного использования земель, глубину залегания

         грунтовых вод, а также ₀ и Т, для начального периода освоения болота (Т> 5 лет, m =m¹.

 

 

Средняя плотность, г/см3	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
m1	0,14	0,055	0,03	0,025	0,018	0,014	0,013	0,01

 

  Коэффициент фильтрации пахотного слоя низинных торфов после осушения и окультуривания почвы изменяется, по данным

разных авторов, в среднем в 2-15 раз (имеются случаи в 70 раз и более), а на предварительно осушенных болотах в 1,2-3,6 раза (редко более).

   Водоотдача уменьшается в 1,2-1,7 раза (до 2,3), высота капиллярного поднятия несколько увеличиваются (в 1,3-1,5 раза).

 Коэффициент уровнепроводности α = К/  , где К – коэффициент фильтрации,  - водоотдача, под влиянием осушения торфяных

 почв уменьшается, однако при возделывании сельскохозяйственных культур и оструктуривании почв он несколько увеличивается.

  Осадку торфа и связанные с ней изменения водно- физических свойств торфа необходимо учитывать при выборе расстояний между осушительными каналами (дренами), режимов осушения и дополнительного увлажнения почв, планировании агротехнических и других мероприятий.

 

8. Основные этапы рекультивации земель.

1) Подготовительный этап рекультивации земель

Подготовительный этап рекультивации земель включает в себя разработку проектной документации на стадии инвестиционного обоснования или рабочего проекта осуществляется на основе задания на проектирование рекультивации нарушенных земель. Инвестиционное обоснование представляет собой вариантное исследование проектных решений с целью выбора из них оптимального, имеющего наилучшее сочетание коммерческой, социальной и экологической эффективности.

Проектирование рекультивации на любой стадии начинается с анализа имеющихся проектов, при реализации которых произошли нарушения почв и растительного покрова, или с анализа технологий предприятий и организаций как источников подобных нарушений. В случае недостаток информации для принятия конструктивных решений проводятся фрагментарные, а при необходимости комплексные изыскательские работы по всей нарушенной территории.

2) Технический этап рекультивации земель

Технические мероприятия по рекультивации нарушенных земель подразделяются на следующие виды:
- структурно-проективные: создание новых проектных поверхностей и форм рельефа (профилирование, террасирование, вертикальная планировка), землевание, торфование, кольматаж, создание экранов, удаление ненужной древесно-кустарниковой растительности, пней, камней, разделка кочек;
- химические: известкование, гипсование, кислование, внесение сорбентов, органических и минеральных удобрений;
- водные (гидротехнические): осушение, орошение, регулирование сроков затопления поверхностными водами;
- теплотехнические: мульчирование, грядование, обогрев, применение утеплителей.
Практически всегда на нарушенных землях необходима планировка и землевание. Планировку в зависимости от направления рекультивации, объемов и расстояния транспортировки почвенного слоя проводят по всей территории (сплошная) или по отдельным участкам (частичная), ее включают в состав работ по террасированию и выполаживанию откосов отвалов, карьерных выемок, кавальеров и насыпей.

3) Биологический этап

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. Причины переувлажнения земель и типы водного питания

 

Переувлажнение земель в Западной Сибири обусловлено совокупным воздействием комплекса естественных и искусственных факторов. Основными из них являются климат (заболоченность больше в северных районах при преобладании атмосферных осадков над испарением глубокое промерзание и медленное оттаивание почвогрунтов), геологическое строение (крупные болотные массивы приурочены к геоструктурным понижением, например: Васюганские болота в Томской и Тюменской; Дикое,

Лайминское и другие в Тюменской; Тара – Тартаские, Барабинские болота – в Новосибирской; Килейское – в Омской областях;

гидрогеологические условия (глубина залегания грунтовых вод, наличие водоносных горизонтов, их связь напорными водами),

геоморфология и рельеф местности (пересеченность, уклоны поверхности), гидрологические условия и естественная дренированность территории (глубина вреза рек, густота речной сети, затопление паводковыми водами) и др.

   К искусственным (антропогенным) факторам относятся подтопление и затопление земель при сооружений, а также при неправильной эксплуатации систем водоснабжения, орошения и канализации (потери воды), снижение дренирующей способности рек при их заилении (распашка земель до брегов, отсутствие противоэрозионных мероприятий). К заболачиванию земель ведут ошибки в дорожном строительстве, применение тяжелой сельскохозяйственной техники (уплотнение почвы способствует застою

воды в пахотном слое), а также сводка леса и кустарника (устраняется биологический дренаж) [1].

Под типом водного питания понимаются комплексная характеристика взаимосвязи природных условий, определяющих формирование водного режима объекта осушения. На рисунке показана схема формирования водного режима на участке по элементам рельефа. В табл. 10 приведены основные типы водного питания, дана характеристика природных условий причины переувлажнения или заболачивания территории. [11].

 

Типы водного питания

Причины переувлажнения или заболачивания

Тип и подтип водного питания	Основные водные условия (рисунок)	Причины переувлажнения или заболачивания
1	2	3
1. Атмосферный	Участок расположен на водоразделе или верхней части склона. Грунты слабопроницаемые, суглинистые, глинистые. Рельеф плоский, с малыми уклонами и микропонижениями. Грунтовые воды расположены глубоко (5-30 м). Площадь водосбора примерно равна площади переувлажненных или заболоченных земель.	Застаивание поверхностных вод, почвенных вод, формирующихся непосредственно на осушаемом участке в период интенсивного выпадения дождей или таяния снега весной.
2. Грунтовый: а) приток грунтовых вод с прилегающего водосбора     б) замкнутый бассейн грунтовых вод   в) приток фильтрационных вод из рек и водохранилищ	Участок расположен в пониженных элементах рельефа (нижняя часть склона, речная долина, пойма, местные понижения). Грунты песчаные и супесчаные подстилаются водоупором. Грунтовые воды поступают с прилегающего участка водосбора. Водосборная площадь значительно превосходит площадь заболоченного участка. Характерен для равнинных территорий со слабовыраженным рельефом, с микро – и мезопонижениями. Грунты хорошо водопроницаемые, подстилаются водоупором. Водосборные и заболоченные площади примерно равны. Поймы рек, прибрежные территории озер, водохранилищ, рельеф и геологическое	Близкое к поверхности земли положение уровня грунтовых вод, формирующихся за счет их притока со стороны внешней водосборной естественной дренированности участка.     Близкое к поверхности земли положение уровня грунтовых вод в период подпора
3. Грунтово - напорный	строение аналогичны охарактеризованным в пт. а), б).   Участки расположены в нижних частях склонов в долинах и поймах рек. Характерная особенность геологического строения – напорный водоносный пласт расположен между двумя слабопроницаемыми слоями. Грунтовые воды находятся под напором вследствие геодезической разности высот местности их формирование и разгрузки. Пьезометрический уровень напорных грунтовых вод может подниматься выше поверхности земли.	их за счет фильтрации воды из рек и водохранилищ при подъеме уровня воды в них. Выклинивние напорных вод в местах размывов верхней слабопроницаемой толщи. Если верхний пласт не разрушен, возможно насыщение почвенного горизонта за счет капиллярного подъема влаги под напором грунтовых вод водоносного слоя.
2. Намывной: а) аллювиальный	Участки расположены в поймах рек и озер. Почвы – минеральные или низинные болота.	Продолжительное затопление в период весеннего паводка, летне-осенних дождей. Застаивание поверхностных вод, наступающих на участки с прилегающих склонов.
б) делювиальный	Участки расположены в пониженных частях склонов, в долинах рек. Прилегающие водосборы сложены слабопроницаемыми грунтами. На склонах возможно овражной сети. Рельеф участков плоский. Почвы суглинистые, глинистые.	Застаивание поверхностных вод, поступающих на участки с прилегающих склонов.
5. Оросительный	Орошаемые земли, почвы которых склоны к засолению, при промывном водном  режиме.	Поливные воды.