Рекультивация нарушенных земель: виды, порядок, этапы, направления. Проект рекультивации нарушенных земель. Что такое рекультивация? Направления рекультивации нарушенных земель Восстановление нарушенных земель называется

В статье обоснована актуальность восстановления нарушенных земель в современных экономических условиях. Раскрыта народнохозяйственная значимость восстановительных мероприятий. Доказано, что рекультивация нарушенных земель улучшает состояние природных ресурсов и окружающей среды. Восстановление земель влияет на улучшение условий жизнедеятельности местного населения. Показано влияние восстановительных работ на улучшение эстетических и рекреационных условий территории. Восстановление нарушенных земель имеет важное значение для улучшения условий трудовой занятости населения, закрепления его на территории, обеспечения трудовыми ресурсами отраслей экономики. Восстановление земель повышает эффективность использования земельных ресурсов, способствует совершенствованию земельного баланса и землепользования, увеличению поступлений в местные бюджеты за счет земельных платежей. Рекультивированные участки в сельском хозяйстве служат территориальной основой увеличения объемов производства, а их вовлечение в оборот обеспечивает рост занятости сельского населения. Восстановление земель в целях ведения сельскохозяйственного производства способствует развитию территориальной основы импортозамещения аграрной продукции и обеспечения продовольственной безопасности страны. Предложено авторское определение назначения восстановления нарушенных земель.

восстановление нарушенных земель

значимость рекультивации земель

назначение восстановления земель

1. Брыжко В.Г. Восстановление нарушенных земель в условиях крупного города // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 6–1. – С. 134–138.

2. Волков С.Н. Землеустройство в ходе земельной реформы (1991–2005 годы). – М.: КолосС, 2007. – 399 с.

3. Волков С.Н. Землеустройство. Региональное землеустройство. – М.: КолосС, 2009. – 707 с.

4. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году». – М.: Минприроды России; НИА – Природа. – 2016. – 639 с.

5. Земельный Кодекс РФ от 25.10.2001 г. (ред. от 01.09.2016 г.) № 136-ФЗ // Справочная правовая система «КонсультантПлюс» [Электронный ресурс]. – URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_33773 (дата обращения: 24.03.2017).

6. Федеральный закон от 18.06.2001г. № 78 – ФЗ «О землеустройстве» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2016) // Справочная правовая система «КонсультантПлюс» [Электронный ресурс]. – URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_32132 (дата обращения: 01.03.2017).

В современных экономических условиях важное значение приобретает рациональное использование земельных ресурсов во всех сферах хозяйственной деятельности. Вместе с тем функционирование и развитие промышленного производства не всегда способствует организации рационального землепользования. Речь идет о видах хозяйственной деятельности, связанных с нарушением земной поверхности. Это, прежде всего, касается промышленного и гражданского строительства, добычи полезных ископаемых, эксплуатации трубопроводного транспорта, организации свалок, выполнения работ по реконструкции и ремонту инженерных сооружений, проведения изыскательских работ. Наибольший удельный вес нарушений земной поверхности фиксируется при осуществлении производственной деятельности предприятиями цветной металлургии, угольной промышленности, нефтедобывающей промышленности, геологической разведки, газовой промышленности.

В результате такой деятельности образуются большие массивы нарушенных земель, к которым относятся земли, утратившие свою хозяйственную ценность или ставшие источниками отрицательного воздействия на окружающую среду в связи с изменением почвенного и растительного покрова, гидрологического режима, образованием техногенного рельефа в результате производственной деятельности промышленного назначения .

Ежегодно в Российской Федерации нарушению подвергаются значительные площади земель. По данным Министерства природных ресурсов России площадь нарушенных земель в Российской Федерации составляет 1037 тыс. га. Наибольшие площади нарушенных земель находятся на территории Ямало-Ненецкого автономного округа - 105,5 тыс. га, Кемеровской области - 76,9 тыс. га, Свердловской области - 62 тыс. га, Магаданской области - 58,3 тыс. га, Ханты-Мансийского автономного округа - 55,7 тыс. га, Чукотского автономного округа - 47,5 тыс. га . Без осуществления мероприятий по восстановлению таких земель вовлечение их в народнохозяйственный оборот невозможно. Поэтому в современных экономических условиях восстановление нарушенных земель приобретает особую актуальность.

Цель исследования

Определить народнохозяйственную значимость восстановления нарушенных земель, сформулировать определение назначения восстановления нарушенных земель в современных экономических условиях.

Методы исследования

Абстрактно-логический, монографический, логического моделирования.

Результаты исследования и их обсуждение

Для современной отечественной экономики характерным является возрастание антропогенной нагрузки на все компоненты окружающей среды, включая земельные ресурсы. Стабилизация, устранение и компенсация этой нагрузки чрезвычайно важны для Российской Федерации. Важное место в решении проблем улучшения экологической обстановки занимают мероприятия по восстановлению земель, нарушенных в результате хозяйственной деятельности, вовлечению их в оборот, а также обеспечению благоприятных условий жизни населения, предотвращению негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека независимо от величины затрат на эти мероприятия. Необходимость усиления природоохранных требований в сфере организации использования земельных ресурсов, экологизации землепользования и землевладения находит свое отражение в нормах земельного права.

Основным принципом российского земельного законодательства является учет значения земли как основы жизни и деятельности человека, согласно которому регулирование отношений по использованию и охране земли осуществляется исходя из представлений о земле как о природном объекте, охраняемом в качестве важнейшей составной части природы, природном ресурсе, используемом в качестве средства производства в сельском и лесном хозяйстве и основы осуществления хозяйственной и иной деятельности на территории Российской Федерации, и одновременно как о недвижимом имуществе, об объекте права собственности и иных прав на землю . При этом охрана земель как важнейшего компонента окружающей среды имеет приоритет перед использованием земли в роли имущественного комплекса.

Для практической реализации названного принципа в стране осуществляются землеустроительные мероприятия по улучшению сельскохозяйственных угодий, освоению новых земель, восстановлению и консервации земель, рекультивации нарушенных земель, защите земель от эрозии, селей, подтопления, заболачивания, засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения, заражения и других негативных воздействий . Особое место среди этих мероприятий занимает восстановление народнохозяйственной ценности нарушенных земель.

Понятием рекультивации нарушенных земель в специальной литературе объединяется комплекс мелиоративных, агротехнических, лесохозяйственных, инженерно-технических мероприятий, направленных на восстановление нарушенного плодородного слоя почвы, биологической продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей природной среды . Восстановление нарушенных земельных участков служит целям организации рационального использования и охраны земельных ресурсов страны и ее регионов .

Рекультивация земель является составной частью системы природоустройства. Ее суть заключается в восстановлении свойств компонентов природы и самих компонентов, нарушенных человеком в процессе природопользования, функционирования техно-природных систем и другой антропогенной деятельности, для последующего их использования и улучшения экологического состояния окружающей среды .

В действующем земельном законодательстве под рекультивацией понимаются мероприятия по предотвращению деградации земель и (или) восстановлению их плодородия посредством приведения земель в состояние, пригодное для их использования в соответствии с целевым назначением и разрешенным использованием, в том числе путем устранения последствий загрязнения почв, восстановления плодородного слоя почвы, создания защитных лесных насаждений .

Существующие теоретические и методические разработки по проблемам восстановления нарушенных земель и их последующего эффективного использования требуют развития и уточнения применительно к новым экономическим условиям. В частности, недостаточно исследована народнохозяйственная значимость мероприятий по восстановлению нарушенных земель в современных условиях. В то же время она довольно значительна и сводится, по мнению автора, к следующим положениям.

Во-первых, рекультивация нарушенных земель способствует улучшению экологического состояния окружающей среды. Известно, что нарушенные земли являются серьезным источником негативного влияния на природные ресурсы. Влияние это разнообразно и определяется спецификой производственной деятельности предприятий, нарушающих почвенный покров. Такое влияние чаще всего проявляется загрязнением территории, изменением гидрологического режима прилегающих земель, разрушением почвенного плодородного слоя, уничтожением естественной растительности, засолением земель избыточными рудничными водами, формированием антропогенных ландшафтов. Активное техногенное воздействие промышленного производства на все основные средообразующие компоненты окружающей среды приводит к ее загрязнению, ухудшению экологической обстановки, снижению продуктивности сельскохозяйственных угодий, значительным затратам на сохранение, поддержание и восстановление нарушенного экологического баланса окружающей среды . Восстановление нарушенных земель позволяет улучшить экологическую ситуацию, устранить негативное влияние на компоненты окружающей среды, улучшить природные условия территории.

Во-вторых, восстановление нарушенных земель позволяет улучшить условия жизни и деятельности местного населения и населения, проживающего на смежных сельских и городских территориях. В свою очередь, улучшение общих условий жизнедеятельности населения способствует закреплению трудовых ресурсов на территории, привлечению квалифицированных кадров в различные сферы хозяйственной деятельности, росту личного благосостояния местного населения, устойчивому развитию городских и сельских территорий, отраслей экономики, административно-территориальных образований.

В-третьих, в результате рекультивации нарушенных земельных участков и улучшения экологических условий территории, как правило, улучшаются эстетические и рекреационные свойства территории. Восстановленные земли приобретают эстетическую привлекательность, что влияет на эмоциональное состояние населения, а также становятся пригодными для организации мест отдыха городского и сельского населения, проживающего на прилегающих территориях. Хорошие эстетические и рекреационные характеристики территорий делают их привлекательными для постоянного проживания людей и способствуют закреплению местного населения, препятствуют миграции людей в другие населенные пункты и регионы.

В-четвертых, следствием восстановления народнохозяйственной ценности нарушенных земель является улучшение условий трудовой занятости местного населения, закрепление трудоспособного населения на территории, улучшение обеспечения трудовыми ресурсами различных сфер хозяйственной деятельности. В частности, при восстановлении нарушенных земель возникает необходимость привлечения квалифицированных специалистов и рабочих для осуществления работ по технической и биологической рекультивации нарушенных земель и доведения состояния восстанавливаемых земельных участков до нормативного уровня, обеспечивающего возможность их использования в отраслях народного хозяйства. Кроме того, дополнительные трудовые ресурсы необходимы для осуществления хозяйственной деятельности на восстановленных земельных участках в соответствии с выбранным направлением рекультивации нарушенных земель. К таким направлениям в специальной литературе традиционно относят: сельскохозяйственное, лесохозяйственное, водохозяйственное и рыбохозяйственное, рекреационное, санитарно-гигиеническое, природоохранное, строительное . Особую специфику имеет проведение восстановительных работ на территории городских населенных пунктов, особенно в условиях крупных, промышленно развитых городов .

В процессе рекультивации нарушенных земель на территории городских населенных пунктов, как правило, преследуется цель сохранения и восстановления земель как компонента окружающей природной среды для обеспечения экологической безопасности городского населения. Кроме того, здесь преследуется цель развития застроенных городских территорий. При этом направлении рекультивации восстановление почвенного плодородия земель не так важно, как в случаях проведения рекультивационных работ на землях сельскохозяйственного назначения, землях лесного фонда, землях особо охраняемых природных территорий. В условиях крупных индустриально развитых городов продуктивная способность земель при их восстановлении не имеет определяющего значения .

В-пятых, вовлечение восстановленных земельных участков в сферу хозяйственного использования повышает эффективность использования земельных ресурсов. Следует заметить, что на уровне отдельных субъектов Российской Федерации и муниципальных образований возможен выбор направления потенциального использования восстановленных земель, наиболее полно отвечающего региональным или местным интересам социально-экономического развития. Улучшение условий использования земельных ресурсов способствует совершенствованию земельного баланса посредством установления и соблюдения общественно необходимых пропорций и параметров распределения земель по различному целевому назначению, видам разрешенного использования, сельскохозяйственным и несельскохозяйственным угодьям, формам собственности, формам хозяйствования. Следствием восстановления нарушенных земель, вовлечения их в народнохозяйственный оборот, совершенствования землепользования является привлечение дополнительных финансовых средств в бюджеты различных уровней за счет земельных платежей, предусмотренных земельным, гражданским и налоговым законодательством. В свою очередь, увеличение поступлений от уплаты земельного налога и арендной платы за землю в местные бюджеты позволяет органам местного самоуправления направлять дополнительные финансовые средства на развитие объектов социальной и инженерной инфраструктуры городских и сельских территорий.

В-шестых, рекультивация нарушенных земель в целях дальнейшего их использования в сельскохозяйственном производстве обусловливает увеличение объемов производимых продуктов питания и продовольствия в стране, что в условиях действия западных антироссийских санкций приобретает характер национального, государственного приоритета. Увеличение объемов сельскохозяйственного производства сопровождается ростом трудовой занятости сельского населения. Это обстоятельство играет решающую роль в сохранении российского села, предотвращении его разрушения. Кроме того, вовлечение восстановленных земельных участков в сельскохозяйственный оборот способствует совершенствованию территориальной основы импортозамещения аграрной продукции и продовольствия, гарантирования российского населения отечественными продуктами питания и продовольствием, обеспечения продовольственной безопасности страны, национальной и государственной независимости. Последнее определяет высокую общественную и государственную значимость мероприятий по восстановлению нарушенных земельных участков и обеспечению их практического использования в различных сферах хозяйственной деятельности.

Исследования показывают, что восстановление нарушенных земель производится для вовлечения нарушенных земельных участков после их рекультивации в народнохозяйственный оборот, в конкретную область хозяйственного использования, устранения негативного влияния нарушенных земель на природные ресурсы и улучшения экологического состояния окружающей среды в целом. При этом оптимальное направление восстановления зависит от предполагаемой сферы хозяйственного использования рекультивированных земельных участков и должно максимально отвечать интересам социально-экономического развития конкретной территории.

Учитывая изложенное, автором сформулировано определение назначения восстановления нарушенных земель. Предлагается следующее авторское определение: назначением восстановления нарушенных земель является вовлечение рекультивированных земель в сферу хозяйственного использования в соответствии с интересами социально-экономического развития территории; обеспечение восстановления функциональной роли земли в качестве материального условия производства, места размещения производства, пространственного операционного базиса, места расселения людей, предмета труда, средства труда, средства производства, природного комплекса, капитала, объекта недвижимости, имущественного комплекса, объекта рыночных отношений; обеспечение возможности сельскохозяйственного, лесохозяйственного, водохозяйственного, рыбохозяйственного, строительного, рекреационного, санитарно-гигиенического, природоохранного и иного хозяйственного использования рекультивированных земельных участков.

Восстановление нарушенных земель, по мнению автора, призвано способствовать обеспечению государственных и общественных интересов в сфере использования земельных ресурсов, реализации национальных приоритетов в области земельных отношений, совершенствованию землепользования и землевладения.

Заключение

Таким образом, восстановление нарушенных земельных участков производится с целью вовлечения рекультивированных земель в народнохозяйственный оборот. Результаты наших исследований показывают, что народнохозяйственная значимость восстановления нарушенных земель заключается в достижении следующих результатов:

Улучшение состояния земельных ресурсов, воздуха, водных ресурсов, экологического состояния окружающей среды;

Улучшение условий жизни и деятельности населения, проживающего на территории производства работ по восстановлению земель, а также на смежных территориях;

Улучшение эстетических и рекреационных условий территории производства работ по рекультивации нарушенных земель;

Улучшение условий трудовой занятости городского и сельского населения, закрепление трудоспособного населения на территории, улучшение обеспечения трудовыми ресурсами различных сфер хозяйственной деятельности;

Повышение эффективности использования земельных ресурсов, совершенствование земельного баланса и землепользования, привлечение дополнительных средств в бюджеты различных уровней за счет земельных платежей;

Увеличение объемов производства продукции сельского хозяйства, продуктов питания и продовольствия, рост трудовой занятости сельского населения, совершенствование территориальной основы импортозамещения сельскохозяйственной продукции и обеспечения продовольственной безопасности страны.

Библиографическая ссылка

Брыжко В.Г. НАЗНАЧЕНИЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ В СОВРЕМЕННЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ // Фундаментальные исследования. – 2017. – № 6. – С. 105-109;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41557 (дата обращения: 26.11.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Некоторые земли на территории нашей планеты подвержены усиленному повреждению. Например, участки добычи полезных ископаемых, вырубки лесов, строительства городов, организации свалок мусора или проведения испытаний военного характера (таких как ядерное оружие). Чтобы восстановить земельный покров, применяется рекультивация. Что такой процесс представляет и как он проводится, описано в статье ниже.

Процесс рекультивации и цель проведения

Что такое рекультивация? Таким понятием называют комплекс работ по экономическому и экологическому восстановлению земель и водоемов.

В связи с добычей полезных ископаемых, строительными или ремонтными работами, в значительной степени происходит повреждение и разрушение почвы, земельных покровов, поэтому для их восстановления необходима рекультивация этих участков. Данный процесс предполагает совокупность мероприятий, нацеленных на воспроизводство поврежденных областей. К таким землям относят также загрязненные чем-либо территории. Например, проводится рекультивация полигонов ТБО.

Цель проведения мероприятия - улучшение состояния почвы, окружающей среды, восстановление работы разрушенных земель и водоемов. При проведении рекультивации необходимо учитывать степень загрязнения и повреждения, почвенно-климатические условия, ландшафтно-геохимические характеристики поврежденных земель.

Направления рекультивации

Различают 5 направлений рекультивации нарушенных земель в соответствии с дальнейшим их использованием:

Сельскохозяйственное - применяется для многолетних насаждений, пастбищ, лугов, под пашню и т. д.
Водохозяйственное - для водоемов всевозможных назначений, таких как пруды для разведения дичи или рыб, водохранилища.
Лесохозяйственное - используется для лесопосадки специального или эксплуатационного назначения (санитарно-защитные, почвозащитные, водоохранные и т. д.).
Архитектурно-планировочное - посев полевых трав (газонов), лесонасаждение, водоснабжение и орошение участков около жилых домов.
Рекреационное - зоны отдыха, пляжи, бассейны, парки и т. д.

Что такое рекультивация и какие этапы она включает?

Процесс рекультивации обычно включает в себя два главных этапа - технический и биологический, однако можно выделить и третий - подготовительный. Рассмотрим подробно все этапы.

Подготовительный этап - проводится подготовка рабочего оборудования, норм и документации, определяется предварительный бюджет, осуществляются работы по восстановлению почвы.
Технический этап - проводится подготовка ландшафта (разравнивание промышленных насыпей, засыпка ям, провалов грунта, траншей, впадин, рвов), создание гидротехнических сооружений, проводится захоронение отходов, реализуется план инженерно-технической составляющей проекта.
Биологический этап - завершающая часть реализации процесса рекультивации нарушенных земель. Включает в себя лесное насаждение, очистку грунта, озеленение, комплекс организационно-хозяйственных мероприятий по улучшению агроклиматических и почвенных условий, чтобы увеличить эффективность водных и земельных ресурсов. Проводятся специальные работы для улучшения состояния и свойств почвы.

Какие земли подлежат рекультивации?

В первую очередь нуждаются в рекультивации полигоны ТБО, земли, на которых осуществлялись ремонтно-строительные работы, а также выполнялась прокладка подземных трубопроводов. Помимо этого, рекультивации необходима и прилегающему земельному пространству, которое частично или полностью утратило продуктивность из-за отрицательного воздействия отходов.

Экологи утверждают, что самыми сложными в восстановлении являются земли, которые применялись для складирования и захоронения токсичных отходов. Для таких площадей необходима специальная рекультивация, которая может длиться годами, сроки зависят от вида отходов и тяжести воздействия на землю.

Рекультивация карьеров проводится постоянно, поскольку обычно процесс добычи ископаемых занимает длительное время. А восстановление гидроотвалов положено начинать только на 6-8 год после завершения их намыва, именно столько нужно для подсыхания и стабилизации территории. Так, для каждого отдельного случая составляется индивидуальный проект рекультивации.

Техническая рекультивация

Разработка проекта рекультивации - это тяжелый и многоступенчатый процесс, в котором принимают участие профессионалы из разных областей, начиная экологами и заканчивая инженерами. Исходя из целей проекта, подготавливается документация, осуществляется составление рабочих этапов и бюджета. Проект включает в себя техническую и биологическую рекультивацию.

Техническая рекультивация, в зависимости от бюджета, включает в себя следующие работы:

химические - заключаются в использовании органических и химических удобрений;
теплотехнические - состоят из непростых этапов рекультивации;
водные - включают в себя осушение или орошение по мере необходимости, в зависимости от состояния земель;
проективно-структурные - предполагают организацию свежих ландшафтных рельефов, планировку поверхности.

Этот этап проекта рекультивации исполняют горнодобывающие предприятия.

Биологическая рекультивация

Этап биологического восстановления выполняется после окончания технической части. Он предполагает восстановление плодородных свойств почвы.

Цели биологической рекультивации:

возобновление плодородия земель;
восстановление природного почвообразования;
повышение уровня самоочищения и регенерации;
возрождение флоры и фауны;
высадка на поврежденной территории растений, которые хорошо приспосабливаются и обладают высокими показателями регенерации;
целевое использование.

Никакой из этапов нельзя пропускать или нарушать, так как каждый имеет свою собственную важность. В завершении процесса производится посадка лесных свежих массивов - ее называют лесной рекультивацией.

Растения, используемые для рекультивации

Растения для рекультивации почв необходимо подбирать в соответствии со следующими требованиями:

они должны быть адаптированы к местным почвенно-климатическим условиям;
это должны быть «полезные растения», то есть те, которые используются в лесном и сельском хозяйстве.

Отличным вариантом станет засеивать земли лекарственными растениями. Важным условием является способность трав в короткие сроки создавать замкнутый и прочный травостой, устойчивый к смывам. Из растений, которые используются для улучшения качества почвы и земли, можно выделить:

Красный клевер - это хороший источник накопления атмосферного азота полезными бактериями. Особые почвы для такого растения не требуются.
Луговая тимофеевка - светолюбива, обладает высокой зимостойкостью, устойчива к затоплению.
Луговая овсяница - злак, обладающий мощной корневой системой. Устойчив к скашиванию и быстро отрастает, долговечен и морозоустойчив. Не привередлив к влаге.
Черемша - травянистое долговечное растение, один из самых ранних источников витаминов в лесу. Листья употребляют в пищу в качестве ингредиента горячих блюд, пирогов и хлеба, а также в сыром виде.

Для рекультивации карьеров применяется многолетние травы и древесно-кустарниковая растительность. Благодаря растениям ослабляется процесс эрозии почвы, повышается устойчивость откосов.

Восстановление хозяйственных земель

Рекультивация земельного участка, используемого для сельскохозяйственных нужд, применяется с целью высадки на разрушенных землях сельскохозяйственных растений, а также включает в себя обогащение продуктивных земельных участков с определенной средой для развития и роста насаждений.

Техническая часть сельскохозяйственной рекультивации земель подразумевает:

формирование площади на пару метров выше дренажа или грунтовых вод;
засыпку верхнего слоя грунтом пригодных для биологической рекультивации поврежденных земель с дальнейшим проведением совокупности мероприятий, повышающих свойства рекультивированного слоя, который достигается с помощью определенных действий и внесением удобрений;
обогащение элементами питания насыпных пород, улучшение их структуры, активирование биологических процессов путем внесения установленных доз удобрения в комплексе с рекомендуемой обработкой для последующего их применения в сельском хозяйстве;
образование сенокосных пастбищ на возобновляемой поверхности.

Что такое рекультивация и зачем она нужна? Можно сказать, что восстановление земельного покрова необходимо для дальнейшего целевого использования участка. Рекультивация особенно важна для очистки окружающей среды. Например, после закрытия полигона ТБО на этом месте продолжают накапливаться опасные химические соединения, которые вредят природе. В этом случае проводится процесс восстановления плодородия почв.

Естественное восстановление растительности на нарушенных землях Севера протекает с различной скоростью и зависит от литологического состава грунтов, рельефа, условий увлажнения, специфики нарушений и других факторов. Проведенные исследования, анализ и обобщение опыта восстановления нарушенных территорий Севера свидетельствует о значительной сложности и специфичности рекультивационных работ. К объектам Севера в большинстве случаев не применимы основные положения и приемы в области рекультивации земель, разработанные в целом для России. Разнообразие природных комплексов – от таёжных ландшафтов до лесотундры и арктической тундры, специфика нарушений, обусловленных геологоразведочными, изыскательскими, строительными и добычными работами обусловливает необходимость дифференцированного подхода к каждому объекту рекультивации при решении вопросов восстановления нарушенных земель.

рекультивация земель

таёжные ландшафты

лесотундра

арктическая тундра

естественное зарастание

1. Капелькина Л.П. Экологические аспекты оптимизации техногенных ландшафтов. – СПб., 1993. – 191 с.

2. Любимова А.А., Медведев П.М. Опыт закрепления растительностью пылящих хвостовых отвалов АНОФ-1 комбината «Апатит» // Растительность и промышленные загрязнения. – Свердловск, 1970. – С. 104–111.

3. Моторина Л.В., Зайцев Г.А. Определение вида биологической рекультивации и районирование рекультивационных работ // Физическая география. – Вып. 4. – М., 1970. – С. 16–17.

4. О рекультивации земель, снятии, сохранении, и рациональном использовании плодородного слоя почвы: постановление Правительства Российской Федерации № 140 от 23.02.1994 г.

Значительная потребность страны в минерально-сырьевых и энергетических ресурсах и ограниченность их запасов в районах с благоприятным климатом обусловливают необходимость разработки месторождений и переработки полезных ископаемых в суровых условиях Севера. Проведение геологоразведочных работ, строительство горнорудных и нефтегазодобывающих предприятий, добыча и переработка полезных ископаемых, прокладка автомобильных и железных дорог, трубопроводов, линий электропередач и т.д. обусловливают уничтожение почв и растительного покрова. Естественное восстановление нарушенных территорий на Севере связано с определенными сложностями, обусловленными зонально-географическими условиями, системой разработки месторождений, свойствами складируемых пород и отходов, технико-экономическими показателями восстановления нарушенных земель.

Целью работы является анализ опыта восстановления нарушенных земель при их естественном зарастании и проведении рекультивационных работ в условиях Севера.

В задачи работы входила оценка основных факторов, определяющих возможность и скорость естественного зарастания нарушенных территорий, рассмотрение на примере месторождений Кольского полуострова специфических особенностей восстановления нарушенных ландшафтов Севера, сложность восстановления почвенно-растительного покрова на песчаных отложениях, и обязательность проведения рекультивационных работ на этом субстрате в связи с неблагоприятным прогнозом их естественного зарастания.

Методы исследований - обследование нарушенных земель, оценка их состояния, выявление факторов, отрицательно влияющих на их естественное зарастание, проведение аналитических и экспериментальных работ по рекультивации нарушенных земель в условиях Кольского полуострова

Результаты исследований и их обсуждение

Нарушенные участки в большинстве случаев представляют собой первичные экотопы. Таковы отходы обогатительных фабрик, складируемые в хвостохранилища, золоотвалы электростанций, карьеры по добыче руд, вскрышные породы, извлеченные с большой глубины. Эти субстраты лишены зачатков растений. Примером вторичных экотопов являются некоторые карьеры по добыче строительных материалов, породные отвалы, содержащие в поверхностном слое зачатки растений, буровые площадки в нефтегазодобывающих районах, на которых бурение осуществлялось без сооружения насыпей из привозных грунтов.

Более 40 лет назад было разработано районирование рекультивационных работ в стране (2), согласно которому Крайний Север отнесен к третьей группе, здесь предусматривается меньший объем восстановительных работ по сравнению с другими районами страны, имеющими более благоприятные природные условия. В районах Севера, характеризующихся суровыми природными условиями, необходимость проведения указанных работ требует дифференцированного подхода и четкого обоснования целесообразности, очередности, объемов и способов восстановления нарушенных земель. Осуществление рекультивационных работ здесь практически трудно обосновать хозяйственной эффективностью, окупаемостью затрат на это мероприятие. Здесь важен природоохранный аспект восстановления нарушенных земель, загрязняющих воздушный бассейн, водоёмы, прилегающие земли. Главная цель рекультивации на Севере - это снижение отрицательного влияния нарушенных земель на окружающую среду, восстановление стабильности поверхности, эстетической привлекательности ландшафта и возможной продуктивности земель.

Первые работы по биологической рекультивации нарушенных земель в условиях Заполярья были начаты Полярно-альпийским ботаническим садом-институтом в 1964 году на отвалах, сложенных нефелиновыми песками - отходами обогатительной фабрики производственного объединения «Апатит». В течение 1964-1966 гг. на этом субстрате было испытано около 60 видов трав, преимущественно бобовых и злаковых, выявлены наиболее перспективные виды растений для задернения пылящей поверхности, закреплена часть хвостохранилища площадью 28 га (3).

Естественное зарастание до настоящего времени занимает ведущее положение в процессах формирования растительности на нарушенных землях Севера, и знание его особенностей позволит разработать мероприятия по ускорению этого процесса. Способность к самозарастанию первично свободных субстратов дает возможность сократить или полностью исключить объем активных рекультивационных работ. На скорость естественного зарастания нарушенных участков влияют литологическая неоднородность субстратов, различная удаленность нарушенных участков от источников образования семян (естественных ненарушенных участков), свойства пород, вынесенных на дневную поверхность, параметры отвалов и другие факторы.

Восстановление растительного покрова на нарушенных землях определяется тремя группами факторов, влияющих как на скорость их естественного зарастания, так и успешность работ по биологической рекультивации.

1. Эдафические показатели. В эту группу следует отнести неблагоприятные значения рН (избыточная щелочность или кислотность), засоленность почвогрунтов, наличие токсичных соединений, например, доступных для растений форм тяжелых металлов, степень обеспеченности питательными веществами, их сбалансированность. Важное значение имеет гранулометрический состав и физические показатели почвогрунтов, влияющие на влагоемкость, фильтрацию, проявление эрозионных процессов. Чем менее выражены отличия в свойствах грунтов нарушенных и прилегающих к ним естественных (природных) участков, тем успешнее протекает восстановление почвенно-растительного покрова.

2. Биологические особенности растений. Правильность подбора ассортимента высеваемых трав при рекультивации нарушенных земель существенным образом влияет на скорость восстановления растительного покрова. Важное значение имеет осуществление засева семенами растений, адаптированными к условиям среды, учет потребности высеваемых видов растений к почвенным и экологическим условиям, способность растений адаптироваться к техногенным местообитаниям и и неблагоприятным условиям среды.

3. Природно-климатические, микроклиматические условия и экологические факторы в зоне проведения восстановительных работ. Наряду с климатическими показателями следует учитывать рельеф территории, высоту отвалов, крутизну откосов, экспозицию склонов, площадь нарушенных участков, их подверженность эрозионным процессам, проявление криогенных процессов, удаленность нарушенных участков от естественных, не нарушенных территорий - источников образования семян для заноса на нарушенные земли, наличие или отсутствие атмосферного загрязнения, уровень грунтовых вод (подтопление, иссушение) и другие факторы.

Среди различных по химическому составу и физическим свойствам пород, образующихся при разработке месторождений полезных ископаемых, строительстве трубопроводов, дорог и т.п., практически в каждом регионе можно выделить техногенные субстраты (отработанные нарушенные участки), зарастающие с различной скоростью, которые, без риска для окружающей среды, можно и следует оставлять под естественное зарастание. На наш взгляд, должны быть разработаны положения, инструкции или рекомендации, в которых бы была чётко обоснована и нормативно закреплена возможность оставления части отработанных участков под естественное зарастание. Это бы являлось подспорьем для производственников, позволяя им ориентироваться как в выборе объектов, оставляемых под естественное зарастание, так и нуждающихся в первоочередной рекультивации.

Наши исследования, проведенные в Ямало-Ненецком, Ханты-Мансийском автономных округах, Мурманской области, наблюдения за естественным зарастанием различных нарушенных участков дают основание говорить о допустимости оставления под самозарастание отработанных трасс автозимников, линий электропередач, находящихся на территориях с избыточным увлажнением (болотах). Обычно в течение 2-4-х лет эти нарушенные участки успешно зарастают болотной растительностью. Не нуждаются в проведении активных рекультивационных работ трассы сейсмопрофилей, отвалы вскрышных пород, представленные преимущественно скальными породами, лишенными мелкозема, при отсутствии плодородных пород для проведения рекультивации и выраженного ущерба окружающей среде. Рекультивация породных отвалов может быть не повсеместной и проводиться на участках, граничащих с жилой застройкой. Успешно зарастают в нефтедобывающих районах Севера отдельные буровые площадки, расположенные на естественных песчано-гравийных грунтах при отсутствии многолетнемерзлых пород и достаточно глубоком уровне грунтовых вод. Следует признать, что естественное зарастание занимает преобладающую долю на многих разрабатываемых месторождениях Севера, а также подчеркнуть тот факт, что формирующиеся на нарушенных землях при естественном зарастании экосистемы являются, как правило, более устойчивыми по сравнению с искусственно созданными при рекультивации посевами трав. Семеноводство устойчивых в посевах видов травянистых растений на Севере не налажено, а использование при рекультивации семян, завезенных из более южных районов, не достаточно адаптированных к условиям Севера, часто приводит к их выпадению, изреживанию посевов и замещению выпадающих видов представителями местной дикорастущей флоры, внедряющейся в посевы с окружающей местности. Тем самым подтверждается факт, что важнейшими факторами жизненности растений являются природно-климатические условия местности и биологические особенности растений.

Изучение пионерной растительности на нарушенных землях горнорудной промышленности Кольского полуострова выявило некоторые особенности в формировании ценозов. Частой встречаемостью на отвалах характеризуются такие виды, как луговик дернистый, мать-и-мачеха обыкновенная, иван-чай обыкновенный, хвощ полевой, ивы, что связано с широким распространением на Кольском полуострове этих видов, высокой летучестью семян, способностью быстро прорастать и укореняться, низкой требовательностью к почвенному плодородию, повышенной адаптацией и устойчивостью к неблагоприятным экологическим условиям. Для растений, поселяющихся на отвалах, характерен ряд особенностей, обусловленных эдафическими условиями отвалов и влиянием микроклиматических факторов: мощная, хорошо разветвленная корневая система, усиление ксероморфных черт, связанное с недостатком влаги, сильное развитие механических тканей, формирующихся под воздействием ветра и засыпания песчинками, снижение интенсивности роста растений в высоту. Некоторые виды растений представлены стелющимися, приземистыми, ветвистыми формами. Все виды, встречающиеся на отвалах, зарегистрированы на окружающей отвалы местности. Растениям Севера, произрастающим на крайнем пределе распространения, присуща повышенная экологическая приспособляемость. Некоторые виды растений, например щавель воробьиный и луговик извилистый, предпочитающие обычно кислые почвы, встречаются здесь на субстратах со щелочной реакцией среды. В то же время естественное зарастание отдельных отвалов, в частности хвостохранилищ обогатительных фабрик практически невозможно из-за подверженности их поверхности сильной ветровой эрозии. Покрытие поверхности хвостохранилищ растениями не превышает 1-5 %, запасы фитомассы незначительны.

В условиях Кольского полуострова физические факторы среды (влажность и плотность субстрата, ветровая эрозия и т.д.) по своей значимости для поселения и развития растений обычно превалируют над химическими показателями: бедностью субстратов питательными веществами, щелочной реакцией среды, повышенным содержанием в некоторых субстратах токсичных элементов. В научной литературе, посвященной загрязнению окружающей среды, подчеркивается факт весьма высокой чувствительности лишайников и мхов к воздействию атмосферных промышленных предприятий. Однако, на отходах медно-никелевой флотации комбината «Печенганикель» с повышенным содержанием тяжелых металлов, и золоотвале Кировской ГРЭС с резко щелочной реакцией среды, находящихся в зоне сильного атмосферного загрязнения, происходит поселение и развитие мхов. Грунты золоотвалов тепловых электростанций многие авторы считают биологически стерильными и даже фитотоксичными. Эти субстраты в условиях Украины, Урала, Подмосковья без вмешательства человека не зарастают в течение многих лет. На золоотвалах Южно-Кузбасской ГРЭС пионерные растения появляются через 5-10 лет, Кохтла-Ярвенской ГРЭС - через 20-30 лет, а в условиях Донбасса только через 80 лет после складирования, выщелачивания вредных включений атмосферными осадками и выветривания на поверхности золоотвалов начинают появляться отдельные пионерные сосудистые растения. По-видимому, определенное значение имеет химический состав золы. На Кольском полуострове золоотвал Кировской ГРЭС в связи с повышенной влажностью субстрата и слабым воздействием ветра ежегодно в конце лета покрывается мхами, что свидетельствует о высокой адаптационной способности растений Севера .

Результаты изучения естественного зарастания нарушенных земель на месторождениях Севера дают основание говорить о необходимости обязательной рекультивации отработанных хвостохранилищ обогатительных фабрик, расположенных в горнорудных районах, значительных по площади песчаных арен - в нефтедобывающих районах. Вследствие неблагоприятного гранулометрического состава песков, низких запасов доступной влаги, бедности их питательными веществами, подверженности ветровой и водной эрозии процесс их естественного зарастания затягивается на многие годы, возможность самозарастания ограничена, а значительный ущерб, который наносится окружающей среде и населению при ветровой эрозии отвалов, повышенная запыленность воздуха, позволяет отнести их к объектам первоочередной и обязательной рекультивации.

Среди факторов, определяющих состояние ландшафта в районах добычи и переработки полезных ископаемых, можно выделить природные и техногенные. К природным следует отнести характеристики местности (климат, почвы, рельеф, геологические условия, растительность, вид добываемого сырья - цветные металлы, уголь, строительные материалы и т.п.), а к техногенным факторам - способ разработки полезных ископаемых - (открытый, подземный, выщелачивание), технологию добычи сырья и складирования отходов (транспортная и бестранспортная система разработки месторождения, селективное или валовое отвалообразование, учитывающее пригодность пород к биологической рекультивации), технологию переработки минерального сырья и т.д. Устойчивость ландшафта, под которой понимают его способность сохранять в условиях антропогенных (в том числе и техногенных) воздействий структуру и свойства, определяется сочетанием и взаимосвязью природных и техногенных факторов.

Степень изменения ландшафта под влиянием техногенеза определяется тремя факторами:

2) природными особенностями, состоянием и устойчивостью экосистем;

3) длительностью техногенного воздействия.

Проведение опытно-производственных работ, анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта восстановления нарушенных территорий Севера свидетельствуют о значительной сложности и специфичности рекультивационных работ. К объектам Севера в большинстве случаев не применимы основные положения в области рекультивации земель, разработанные в целом для России. Так, предусмотренное Государственными стандартами в области рекультивации земель и Постановлением Правительства РФ от 23.02.94 № 140 «О рекультивации земель … снятие плодородных грунтов может привести к нарушению режима многолетнемерзлых пород и способствовать развитию негативных процессов. Поэтому для обеспечения экологической безопасности, защиты и рекультивации земель в условиях криолитозоны важным фактором является ограничение техногенного воздействия на многолетнемерзлые породы.

Разнообразие природных комплексов Севера - от таёжных ландшафтов до лесотундры и арктической тундры, специфика нарушений, обусловленных геологоразведочными, изыскательскими, строительными и добычными работами обусловливает необходимость дифференцированного подхода к каждому объекту рекультивации при решении вопросов восстановления нарушенных земель.

Библиографическая ссылка

Капелькина Л.П. О ЕСТЕСТВЕННОМ ЗАРАСТАНИИ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ СЕВЕРА // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 11-1. – С. 98-102;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=31041 (дата обращения: 26.11.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Восстановление земель, нарушенных оврагом

Интенсивные работы по рекультивации земель в странах бывшего СССР начались в 60-х годах прошлого века. Первоначально рекультивация развивалась как составная часть мелиорации земель и была направлена на восстановление продуктивности нарушенных земель в результате открытого и отчасти закрытого способа добычи ископаемых. Нарушенные земли делились на две группы. Первая - земли с насыпанным грунтом (промышленные отходы, отвалы подземных горных разработок). Вторая - земли, разрушенные в результате добычи ископаемых открытым способом (карьеры, отвалы при открытых работах, провалы на месте разработок). Основная часть разрушенных земель приходилась на выработки полезных ископаемых открытым способом.

Эта проблема возникла из-за того, что, исторически, водоприемниками дренажно-сбросного стока с орошаемых территорий в долинах рек, как правило, служат сами источники. На естественный сток рек бассейна и их гидрохимический режим влияют отборы воды на орошение и притоки возвратных вод. Рост водозаборов из рек в ирригационные каналы и потери в руслах вызывают количественное уменьшение стока, а сбросы коллекторно-дренажных вод ухудшают его естественный режим и качество. Эти нарушения в режиме регулирования стока источников и антропогенное загрязнение их вызывают серьёзные затруднения в орошаемом земледелии. В обозримом будущем разрешить эту проблему до конца не представляется возможным, поэтому использование вод повышенной минерализации в местах их формирования является вынужденным. На территориях с дефицитом оросительной воды хорошего качества (в маловодные годы практически повсеместно) на полив в вегетационный период используют дренажно-сбросные воды с минерализацией до 3 -5 г/л и более.

В соответствии с естественным распространением площадей, имеющих большие запасы солей, возрастает и распространение засоленных орошаемых земель от верховьев к низовьям рек. Наукой доказано, что уровни грунтовых вод, их минерализация и запасы солей в подстилающих почву горизонтах - это главные факторы распространения засоленности в условиях орошения. Уровень и минерализация грунтовых вод - показатели дренированности территорий: обеспеченности оттока грунтовых вод, формируемых неизбежно теряемыми водами при поверхностном орошении.

Орошение полей оказывает решающее влияние на перенос солей в почвах. Оросительная вода является и мощным источником солей для почвы, поскольку около 80% её расходуется на испарение, а соли остаются в почве и, одновременно, "транспортёром" их в глубокие подпочвенные слои при регулярном и своевременном проведении поливов. От того, как ведется орошение, насколько оно восполняет природный дефицит влаги почвенного слоя, а не бесполезно, минуя поверхность поля, питает грунтовые воды потерями, зависит хозяйственное благополучие орошаемых земель и экологическое состояние орошаемых территорий.

Недостаточное орошение локального участка всегда приводит к засолению его за счет притока подземных вод со смежных, хорошо орошаемых территорий.

Классическое описание транспорта солей от гор к водоёмам конечного стока в естественных условиях под интенсивным воздействием орошения и дренажа, резко изменяется, как на локальном, так и региональном уровне. Орошение существенно интенсифицирует течение природных процессов в почвах. В условиях искусственного орошения засолённость почв и направленность процессов засоления зависит в основном от хозяйственной деятельности, поскольку орошаемое земледелие коренным образом меняет гидрологический режим почв и гидрогеологические процессы на орошаемых территориях. Это проявляется в том, что:

оросительные каналы мелиоративных систем создают источники сосредоточенного поступления потерь воды в грунтовые воды;

не совершенная техника полива не в состоянии равномерно распределять воду по полям, потери воды на полях приурочены к начальным (глубинный сброс) и концевым (поверхностный сброс) участкам борозд;

дренаж должен не только поддерживать баланс солей почвы и подстилающих горизонтов, но и отводить все непроизводительные потери воды (на 80% обратно в водоисточники!).

Вне зависимости от сухости климата, процесс накопления солей в почве определяется направленностью превалирующих, в количественном отношении, потоков влаги через почвенный слой за длительный период времени, поскольку соли передвигаются в почве практически только с водой. Для формирования водно-солевого режима почвы становится очень важно, каким путём и как вода попадает в неё. Тем не менее, в настоящее время в реальной существующей ситуации сезонное засоление орошаемых земель почти повсеместно происходит не столько за счет качества оросительных, сколько за счет подтягивания солей, растворенных в грунтовой воде, происходящего в результате нарушения поливного режима. При испарении в корнеобитаемую зону из грунтовых вод зачастую привносится больше солей, чем при поливах даже минерализованной водой.

Развитию современных взглядов на методы мелиорации засолённых почв способствовало бурное развитие орошаемого земледелия с середине прошлого столетия. Столкнувшись с проблемами возникновения "вторичного" засоления земель по большей части исходно засолённых или подверженных засолению, вызванными несовершенством применяемых способов полива и слабой дренированности территорий в начале массового освоения новых земель, учёные и инженеры начали искать способы выхода из создавшегося положения.

Основной руководящей идеей тогда была принята "коренная мелиорация" их путем глубокого и, как представлялось тогда, необратимого рассоления на большую глубину методом "форсированных" промывок на фоне искусственного дренажа, где необходимо, усиленного временным, с последующим применением "промывного" режима орошения.

Метод промывок затоплением был заимствован из прошлого опыта земледельцев и механически перенесён в новые условия, совершенно отличные по водообеспеченности, степени использования земельного фонда и, самое существенное, по гидрогеологическим условиям.

Сами по себе эти идеи были достаточно разумны, но их осуществление несовершенными методами водораспределения на полях привели, как теперь видно, к катастрофическим последствиям.

Дело в том, что были упущены и не решены две основные, самые сложные и дорогостоящие проблемы - техники полива и отвода солей.

Первая проблема связана с тем, что равномерность и строгое нормирование оросительной воды с помощью совершенных средств полива дорого стоит.

Вторая проблема - нерешенные на глобальном уровне - вопросы отвода дренажно-сбросных вод. Сброс этих вод, как говорилось выше, попадает, по большей части (80%), обратно в водоисточники, что превращает идею промывного режима орошения почвы в абсурд, поскольку соли отводимые дорогостоящим дренажем с одних массивов, стали источником соленакопления на других.

Эти две проблемы в настоящее время являются ключевыми в мелиорации засолённых земель.

Солеустойчивость растений зависит от вида и фазы развития растений, свойств почв и подстилающих грунтов, количества влаги в почве, типов засоления и др. Для каждого вида и даже сорта растений характерна потребность в почвенной влаге, определяемая как внешними факторами (климатом, свойствами почв и степенью их засоления), та к и свойствами самого растения, его засухоустойчивостью и солеустойчивостью. Эта потребность ещё и меняется в различные фазы развития растения. Как правило, она бывает максимальной в репродуктивные фазы его развития.

По материалам многочисленных натурных съемок и массовых обследований хозяйств, расположенных на засоленных почвах, установлено снижение урожайности сельскохозяйственных культур ориентировочно составляет:

при слабом засолении - от нуля до 33 %,

при среднем - 50 %;

при сильном засолении - от 67 до 83 %;

при очень сильном засолении потери урожая практически равны 100 %

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что процесс освоения засоленных земель очень трудоемкий и занимает длительный период. Длительность и успех освоения зависит от многих природных и хозяйственных факторов: степени, профиля и химизма засоления почв и подстилающих грунтов, гидрогеологических и почвенно-мелиоративных условий, норм и режимов промывки, эксплуатационного режима орошения и агротехники.

Расчет параметров и технология строительства водоотводящего вала

Овраг - это современное эрозионное образование, сформировавшееся в результате размыва и переноса почвогрунтов весенними или талыми водами. У каждого оврага выделяют вершину, отвершки, дно, устье, конус выноса, откосы и бровку.

Сначала определим расстояние от водоотвала до вершины оврага:

где, lВ - расстояние от водоотвала до вершины оврага, м;

Н - высота вершинного перепада, м;

К - коэффициент откоса грунтов, м (для суглинков - 1,4).

Lm= 3x4,5x1,4 = 19 м.

Рассчитаем требуемую площадь живого сечения (, м2) потока воды:

где Q - максимальный расход талых вод заданной обеспеченности, м3/с

Поперечное сечение канавы принимают треугольной формы и рассчитывают ее глубину, м:

где, - глубина воды в канаве, м; - площадь живого сечения потока, м2, - заложение откосов канавы, которое принимается от 2 до 3.

Строительная глубина канавы определяется по формуле:

где, Z запас, составляет 0,2-0,3 м.

1,32 + 0,2 = 1,52 м.

Рассчитываем гидравлический радиус:

Определяем коэффициент Шези

Рассчитываем допустимый уклон:

где, - допустимый уклон вала, - неразмывающая скорость воды, м/с, С - коэффициент Шези

Высоту вала принимают равной строительной глубине водоотводящей канавы, ширину вала по гребню = 2,5 м.

Технология строительства водоотводящего вала

Расчет объема земляных работ при строительстве водоотводящего вала.

Объем земляных работ на 1 м вала, м3.:

Ширина гребня вала, м

Строительная высота вала, м

Заложение мокрого и сухого откосов оврага

Длина водоотводящего вала равна длине оврага = 330 м.

Определяем общий объем земляных работ по строительству вала, м3:

где - длина вала, м

Объем земляных работ по срезке плодородного слоя почвы в зоне строительства вала и канавы:

Ширина зоны строительства вала, м, определяется как сумма ширины основания вала и ширины канавы.

Глубина срезки плодородного слоя почвы, м.

Площадь планировки профиля вала Sв, (м2) рассчитывается:

Площадь планировки профиля канавы (треугольного сечения) Sк (м)2:

Общая площадь планировки So, м2:

После проведения расчетов по определению объемов работ составляется локальная смета на строительство водоотводящего вала и канавы (табл. 1).

Таблица 1

Локальная смета на выполнение работ при возведении водоотводящего вала

		Количество	Стои-мость единицы, руб.	Общая стои-мость, руб.
на единицу
СНиП IV-5-82, I-281	Рыхление грунта в основании вала и канавы на глубину 20 см, длина гона 200 м, 100 м3
СНиП IV-5-82, I-233	Срезка растительного грунта с поверхности карьера бульдозером с перемещением на 50 м, 1000 м3
СНиП IV-5-82, I-233	Разработка грунта бульдозером с укладкой его в тело вала, 1000 м3
СНиП IV-5-82, I-537	Разравнивание грунта в теле вала бульдозером с перемещением до 10 м, 1000 м3
СНиП IV-5-82, I-1150	Уплотнение грунта в основании вала катком, 100 м3
СНиП IV-5-82, I-1186	Увлажнение грунта в основании вала, м3
СНиП IV-5-82, I-213	Разработка растительного грунта во временном отвале и перемещение его на вал, 1000 м3
СНиП IV-5-82, I-1144	Планировка грунта на откосах и гребня вала, 100 м2
СНиП IV-5-82, I-1205
Итого прямых затрат

Вывод: При выполнении работ при возделывании водоотводящего вала общая стоимость составит 790,62 руб., а затраты труда рабочих 556,49 руб.

Выполаживание оврагов

Ширина полосы среза грунта bсреза, м:

где, tg б- уклон откосов оврага до выполаживания, в градусах;

tgг - проектный уклон выполаживания, в градусах;

Глубина насыпного слоя hн, м:

Максимальная глубина срезаемого слоя грунта hсреза, м:

11 * 0,09 = 1 м.

Объем работ по снятию плодородного слоя почвы Wп, м3:

где, L - длина оврага, м

hп - глубина плодородного слоя почвы, м (0,3 м).

2 * 11 * 330 * 0,3 = 2178 м.3

Объем земляных работ при выполаживании участка оврага Vi, м3:

где, B - ширина рабочего участка оврага, м;

Li - длина рабочего участка оврага, м.

Площадь планировки рабочего участка выполаживания оврага S м2:

Таблица 2

Локальная смета на выполнение земляных работ при выполаживании оврага

Шифр и номер позиции норматива	Наименование работ и затрат, единица измерения	Количество	Стоимость единицы, руб.	Общая стоимость, руб.	Затраты труда рабочих, чел.-ч.
на единицу
СНиП IV-5-82, I-233	Срезка растительного грунта бульдозером с перемещением на 50 м, 1000 м3
СниП IV-5-82, I-233	Разработка грунта бульдозером с перемещением в овраг, 1000 м3
СниП IV-5-82, I-537	Разравнивание грунта бульдозером в овраге с перемещением до 10 м, 1000 м3
СниП IV-5-82, I-1150	Уплотнение насыпного грунта в овраге катком, 100 м3
СниП IV-5-82, I-1144	Планировка грунта на засыпанном овраге, 100 м2
СниП IV-5-82, I-1205	Укрепление поверхности вала посевом многолетних трав, 100 м2

Вывод: на выполнение земляных работ при выполаживании оврага общая стоимость работ составит 2264,25 руб., а затраты труда рабочих всего 14795,533 руб.

Мелиорация вторичного засоленных земель

При мелиорации солончаков необходимо решить две проблемы: поддержание грунтовых вод на уровне, не допускающем вторичного засоления, и удаление уже накопившихся в почве солей. Первая решается с помощью создания дренажной системы, вторая -- с помощью различных приёмов, целесообразность применения каждого из которых зависит от свойств солончака.

При слабом и неглубоком засолении, ограниченным приповерхностным слоем почвы, допускается запашка солей, равномерно распределяющая их по пахотному горизонту. При этом необходимо чтобы полученные концентрации солей были ниже препятствующих росту культурных растений. При наличии поверхностной солевой корки её необходимо механически удалить в первую очередь. На почвах тяжёлого гранулометрического состава проводятся поверхностные промывки -- многократное затопление участка, растворение солей в промывных водах и их сброс. На слабозасолённых автоморфных почвах возможно вмывание солей в нижние горизонты, однако исключить возможность вторичного засоления можно только при сквозной промывке -- вымывание солей из всей почвенной толщи в грунтовый поток и его удаление с помощью дренажа.

После мелиоративных работ на солончаке могут выращиваться некоторые культурные растения, возделываемые в данном регионе.

Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение

Изобретение относится к горнодобывающей и перерабатывающей промышленности и может быть использовано для восстановления нарушенных земель в строительной, энергетической отраслях промышленности.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известен способ рекультивации земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых открытым способом, путем создания почвенного профиля укладкой в отвалы вскрышных потенциально плодородных пород лесса, глины и песка слоем мощностью не менее 2 м. На образованную поверхность наносят гумусированный слой почвы мощностью 50 см.

Недостатком известного способа является извлечение больших объемов почвы для создания плодородного слоя, что ведет к образованию нарушенных земель, росту трудозатрат, значительному увеличению стоимости рекультивационных работ.

Другой известный способ биологической рекультивации заключается в том, что перед нанесением гумусированного слоя, слой потенциально плодородных пород рыхлят на глубину вспашки и дополнительно вносят фосфогипс и навоз.

Недостатки данного способа - трудоемкость организации технических и биологических работ, возможность загрязнения грунтовых вод и водоемов.

Известен способ борьбы с овражной эрозией с использованием латекса и посевом многолетних трав в смеси с минеральными удобрениями.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Недостатки способа - техническая сложность осуществления, большие объемы земельных работ в том числе дополнительное возникновение нарушенных земель.

При описанной последовательности операций затруднительно получить сплошной растительный покров с хорошими противоэрозионными свойствами, так как посев семян многолетних трав после покрытия гребней и откосов латексом ведет к резкому снижению всхожести семян, находящихся на поверхности, незащищенных слоем субстрата. Ограничена возможность укоренения семян в экстремальных гидротермических условиях.

В качестве прототипа принят способ закрепления пылящей поверхности хвостохранилищ связующим составом и с уплотнением. В качестве связующего состава используют водный раствор сульфатного мыла.

Недостатки способа - незначительная долговременность покрытия и низкая биологическая продуктивность травостоя. Озимая рожь, выбранная в качестве покровной культуры, создает условия конкуренции с многолетними травами. Низкая биологическая продуктивность травостоя при отсутствии минеральных удобрений не создает необходимого агрофона для развития почвообразовательных процессов при восстановлении нарушенных земель.

Предлагаемый способ позволяет восстанавливать растительный покров на техногенно-нарушенных землях без нанесения плодородного слоя. Принципиально новая схема биологической рекультивации заключается в использовании полимерных материалов для создания защитных покрытий, устойчивых против водной и ветровой эрозии, происходит повышение биологической продуктивности травостоя при восстановлении нарушенных земель за счет увеличения долговременности покрытия, защиты корнеобитаемого слоя от антропогенных факторов и активизации почвообразовательных процессов. Заявляемый способ восстановления нарушенных земель обладает преимуществами перед прототипом, приведенными в табл. 1.

На основании проведенных исследований и эксплуатационного опыта в разных климатических зонах были разработаны агротехнические приемы выращивания трав при восстановлении растительного покрова нарушенных площадей.

Посев семян, внесение удобрений и прикатывание производят обычной сельскохозяйственной техникой. Минеральные удобрения вносят одновременно с посевом многолетних трав в норме N 100 , P 100 , K 100 . Многолетние травы высевают в норме 3-5 г/м 2 . Норма высева покровной культуры составляет для овса 6-9 г/м 2 , бобовых 4-7 г/м 2 . Создание защитного полимерного покрытия осуществляют нанесением на прикатанные после посева площади 3-7%-ных водных эмульсий латекса с расходом рабочих растворов 1,5-3,0 л/м 2 с помощью известных технических средств (поливальные машины, гидромониторы).

Изучение условий роста и развития трав и степени окультуренности нарушенных земель с растительным покровом, восстановленным данным методом, показало, что латексное покрытие способствует росту и развитию растений за счет повышения запаса влаги и стабилизации гидротермического режима в корнеобитаемом слое субстрата, что особенно важно в начале вегетационного периода. Так, амплитуда колебания экстремальных температур в течение вегетационного периода под латексным покрытием уменьшается на 1,5-3,6 о С. Влажность корнеобитаемого слоя увеличивается на 30-50%.

Полимерное покрытие нерастворимо в воде. В результате взаимодействия латексов с субстратом образуется водопрочная макроструктура. Устойчиво к перепаду сезонных (от -40 о С до +38 о С) и суточных (от -10 о С до +20 о С) температур, сохраняет фильтрационные свойства субстрата, нетоксично, биоразлагаемо. Защищает корнеобитаемый слой от антропогенных факторов, устойчиво к агрессивным средам.

Высокая водопрочность, вместе с тем высокая пористость покрытия, а точнее верхнего 1-2 см слоя субстрата, обработанного водными полимерными композициями, создают благоприятные условия для впитывания и фильтрации воды, а также для биофизических процессов в почве - аэрации и газообмена между почвенным и атмосферным воздухом. Все это способствует не только образованию дернины, но и формированию высоких урожаев трав. Полимерное покрытие на основе латексов и латексных композиций является долговременным покрытием, благодаря своей эластичности и способности к деформации без разрыва, сохраняет высокую противоэрозионную стойкость в течение нескольких лет (в условиях Севера - 5 лет и более).

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

В результате анализа данных микробиологических исследований (табл. 2) можно сделать вывод, что полимерное покрытие создает благоприятные условия для активизации микробиологических процессов, а следовательно и для процессов почвообразования. Сравнение двух схем рекультивации, одна из которых - рассматриваемый метод с посевом трав под полимерным покрытием, другая - традиционная биологическая рекультивация с посевом трав на торфе спустя 6 лет после закладки полигонов, показало, что по степени окультуренности площади с посевом трав под полимерным покрытием не уступают площадям, рекультивируемым традиционным методом.

В предлагаемом варианте численность большинства основных физиологических групп микроорганизмов больше по сравнению с традиционным методом. Усилились процессы минерализации, о чем свидетельствует увеличение микроорганизмов на крахмалоаммиачном агаре (КАА). Активизировались процессы разложения органического вещества, в 60 раз повысилось количество целлюлозоразлагающих микроорганизмов на среде Гетчинсона.

Стабилизация гидротермического режима, улучшение аэрации, структуры почвы, а также корневые выделения вновь созданного растительного покрова способствуют увеличению численности микроорганизмов. Увеличение численности микрофлоры способствует мобилизации потенциального плодородия субстрата, накоплению органического вещества и элементов питания в доступной для растений форме.

Усиливаются процессы деструкции загрязняющих веществ до безвредных соединений. Таким образом, предлагаемый способ восстановления растительного покрова нарушенных земель обеспечивает возможность осуществления процесса рекультивации созданием условий для ускоренного накопления элементов плодородия в нарушенном субстрате.

Новизна способа заключается в использовании нового вещества - концентратов латексных стоков, нормах расхода и концентраций водных эмульсий латексов, изменении последовательности операций (посев семян, прикатывание и обработка водной эмульсией латекса) изменение способа посева многолетних трав чередованием рядков с покровной культурой, использовании в качестве покровной культуры бобово-злаковой смеси, а также проведении подзимнего посева семян многолетних трав.

Использование в качестве реагента концентратов латексных стоков (КЛС) позволяет значительно снизить затраты на материалы и, следовательно, себестоимость работ по восстановлению растительного покрова нарушенных земель.

Предлагаемые нормы расхода обеспечивают создание равномерного, прочного, эластичного покрытия, сохраняющего свои свойства в течение длительного времени. Увеличение концентрации и нормы расхода латексов ведет к неоправданному удорожанию способа. Кроме того, при нанесении латексов происходит их частичная коагуляция, что значительно снижает эффективность способа.

Предложенная агротехника позволяет получить сплошной растительный покров, устойчивый к ветровой, водной и термоэрозии почв в первые годы после осуществления способа и использовать нарушенные земли в последующие годы в народном хозяйстве.

Возможности способа - высокая эффективность, технологичность и экономичность позволяют найти ему широкое применение.

П р и м е р 1. Нарушенные земли, подлежащие восстановлению, засевают многолетними травами и покровной культурой с одновременным внесением минеральных удобрений и прикатывают. Норма высева многолетних трав составляет 40 кг/га, а покровной культуры - 160 кг/га. Норма внесения удобрений составляет N 100 P 100 K 100 действующего вещества на 1 га. Внесение удобрений, посев и прикатывание производят серийной сельскохозяйственной техникой. После прикатывания на засеянную площадь наносят водную латексную эмульсию 5%-ной концентрации из расчета 1,5 л/м 2 . Нанесение реагента производят серийной поливальной техникой, например УМП-1 на базе БеЛАЗ 548А. Через 10-15 дней фиксируют появление всходов. Прочность на продавливание при данном технологическом режиме составляет > 18 кг/см 2 . Долговременность покрытия - 5 лет.

П р и м е р 2. Восстановление нарушенных земель осуществляют по примеру 1. Отличие состоит в том, что водную латексную эмульсию готовят 2%-ной концентрации и наносят из расчета 1 л на 1 м 2 . Прочностные характеристики при этом снижаются. Прочность на продавливание составляет 2 кг/см 2 . Покрытие отличается неравномерностью, данного количества реагента недостаточно для образования сплошного покрытия. Долговременность покрытия вследствие этого значительно меньше.

П р и м е р 3. Восстановление нарушенных площадей осуществляют по примеру 1. Отличие состоит в том, что водную латексную эмульсию готовят 9%-ной концентрации и наносят 3,5 л на 1 м 2 . Прочность на продавливание остается на прежнем уровне (>18 кг/см 2), расход реагента при этом значительно повышается, что экономически нецелесообразно. Таким образом, технологический режим для создания сплошного полимерного покрытия, обладающего хорошими прочностными характеристиками, лежит в интервале 3-7% при расходе 1,5-3,0 л/м 2 . Увеличение концентрации и расхода реагента приводит к неоправданному удорожанию метода, а снижение параметров ниже указанных - к ухудшению свойств покрытия.

П р и м е р 4. Восстановление растительного покрова нарушенных земель в импактной зоне комбината "Североникель" в условиях жесткой антропогенной нагрузки осуществляют по примеру 1. Для создания защитного полимерного покрытия используют 5% -ную водную эмульсию латекса с расходом 1,5 л/м 2 . Содержание тяжелых металлов в корнеобитаемом слое составляет: Ni 43 мг/100г почвы, Cu 24 мг/100г почвы. Урожайность зеленой массы многолетних трав составляет 86,5 ц/га.

П р и м е р 5 . Восстановление растительного покрова нарушенных земель, осуществляют по примеру 4. Отличие состоит в том, что засеянные площади не покрывают водной полимерной эмульсией. Содержание тяжелых металлов в корнеобитаемом слое составляет: Ni 177 мг/100г почвы, Cu 56 мг/100 г почвы. Урожайность зеленой массы многолетних трав на участке без защитного латексного покрытия составляет 49 ц/га. Таким образом, биологическая продуктивность травостоя на участке с полимерным покрытием в 1,8 раза выше в результате защиты корнеобитаемого слоя от антропогенных факторов по сравнению с участком без покрытия.

П р и м е р 6. Восстановление растительного покрова нарушенных земель осуществляют по примеру 1. Отличие состоит в том, что при посеве рядки с многолетними травами и покровной культурой чередуют. Урожайность биомассы многолетних трав на второй год жизни составляет при посеве с чередованием рядков многолетних трав и покровной культуры - 144 ц/га, а при посеве сплошным рядовым способом - 121 ц/га. Таким образом, условия произрастания многолетних трав в первый год жизни при чередовании рядков с покровной культурой лучше за счет большей освещенности всходов и отсутствия конкуренции с покровной культурой. Способ чередования рядков позволяет увеличить биологическую продуктивность многолетних трав во второй год жизни на 15-20% по сравнению со сплошным рядовым способом сева.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

П р и м е р 7. Восстановление растительного покрова осуществляют по примеру 6. Отличие состоит в том, что норма высева покровной культуры составляет 8,5 г/м 2 - овса, 6,5 г/м 2 - бобовых. Урожайность зеленой массы в первый год составляет 143 ц/га.

П р и м е р 8. Восстановление растительного покрова на нарушенных землях осуществляют по примеру 7. Норма высева покровной культуры составляет: овса - 5,5 г/м 2 , бобовых - 3,5 г/м 2 . Урожайность зеленой массы в первый год при такой норме высева покровной культуры составляет 93 ц/га.

П р и м е р 9. Восстановление растительного покрова осуществляют по примеру 8. Норма высева покровной культуры составляет: овса - 9,5 г/м 2 , бобовых - 7,5 г/м 2 . Урожайность зеленой массы в первый год составляет 146 ц/га. Количество растительного опада в первый год восстановления растительного покрова определяет интенсивность процессов разложения и минерализации органического вещества, влияющих на скорость гумусонакопления, что сказывается на количестве биомассы многолетних трав в последующие годы. Снижение нормы высева покровной культуры приводит к уменьшению биомассы в первый год, что отражается на урожайности многолетних трав в последующие годы. Уменьшение количества бобовых в покровной культуре снижает в последующие годы, т. к. отсутствие бобового компонента влияет на состав растительного опада, снижает обеспеченность субстрата азотом. Увеличение нормы высева покровной культуры экономически нецелесообразно. Таким образом, норма высева покровной культуры при посеве с чередованием рядков многолетних трав и покровной культуры составляет 6-9 г/м 2 - овса, 4-7 г/м 2 - бобовых.

П р и м е р 10. Восстановление нарушенных земель осуществляют по примеру 1. Отличие состоит в том, что посев многолетних трав производят под зиму. Покровную культуру при этом не высевают. Норма высева многолетних трав составляет 50 кг/га. Посевы многолетних трав при подзимнем севе дают более ранние всходы (на 10-12 дней раньше, чем при весеннем посеве) и хорошо развиваются. Полевая всхожесть на 6-10% выше при подзимнем посеве трав. Высота травостоя через 30 дней после появления всходов при подзимнем севе на 8-10 см выше, чем при весеннем севе.

П р и м е р 11. Восстановление нарушенных площадей осуществляют по примеру 1. Отличие состоит в том, что водную эмульсию полимера готовят не из латексов, а из отходов латексного производства пленкообразующих латексов - концентрированных латексных стоков (КЛС). Защитное полимерное покрытие, полученное на основе КЛС по прочности и долговременности не уступает латексному покрытию. Использование КЛС удешевляет метод и снижает объемы сбрасываемых отходов производства латексов.

Данная разработка доведена до проектного решения, имеет семилетний опыт эксплуатации на ПО "Апатит" Ассоциации "Агрохим" - для залужения хвостохранилищ. Регламенты на технологические процессы восстановления нарушенных земель включены в проект по обустройству газовых месторождений на Ямале (Тюменская область), где восстановление почвенно-растительного покрова является принципиальным вопросом при интенсивном развитии термоэрозионных процессов. Разработанная технология легла в основу "Комплексной программы по пылеподавлению в 30-километровой зоне ЧАЭС" с целью снижения радиоактивного пылепереноса при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ, включающий обработку почвы связующим составом, посев многолетних трав и уплотнение поверхности почвы, отличающийся тем, что в качестве связующего используют 3-7%-ную водную эмульсию латекса в количестве 1,5-3,0 л/м 2 , а многолетние травы высевают в чистом виде или совместно с покровной культурой, одновременно с посевом вносят минеральные удобрения, причем обработку водной эмульсией латекса осуществляют после посева и уплотнения поверхности почвы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что многолетние травы и покровную культуру высевают сплошным рядовым способом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что многолетние травы и покровную культуру высевают рядовым способом с чередованием рядов.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве покровной культуры используют бобово-злаковую смесь при норме высева бобовых 4-7 г/м 2 и овса 6-9 г/м 2 .

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обработки используют концентрат латексных стоков производства пленкообразующих латексов.

Имя изобретателя: Месяц С.П., Калацкая М.Н., Кириллова Л.А., Сентябрева И.А.
Имя патентообладателя: Горный институт Кольского научного центра РАН
Дата начала отсчета действия патента: 10.07.1992