Рекультивация земель после добычи каменного угля шахтным способом
В процессе природопользования часто нарушается литогенная основа ланд- шафтов (при изъятии минерального сырья, строительных работах, прокладке крупных
магистралей). Возникают новые техногенные формы поверхности – выработки торфа, карьеры, отвалы, траншеи, отстойники и «хвостохранилища», трассы трубопроводов, каналы, площадки буровых скважин, деформированные участки шахтных полей и дру- гое. Такие территории называются нарушенными землями. Площадь нарушенных зе- мель в Российской Федерации колеблется в районе 1,3 млн га.
Техногенные ландшафты, образовавшиеся на месте нарушенных земель, как правило, не способны к восстановлению. Если же эта способность сохраняется, то восстановление естественным путём может продолжаться десятки и даже сотни лет. В этих условиях возникает необходимость в рекультивации ландшафтов – проведении комплекса организационных, инженерно-технических и биологических мероприятий, направленных на восстановление хозяйственной (производственной), медико- биологической и эстетической ценности нарушенных ландшафтов. При этом может ставиться задача не только восстановления прежнего потенциала ландшафта, его ис- ходной биологической и сельскохозяйственной продуктивности, но и создания опти- мального природно-антропогенного комплекса, успешно выполняющего ресурсовос- производящие, средовоспроизводящие и природоохранные функции.
Рекультивацию нарушенных ландшафтов проводят для разных целей:
сельскохозяйственное использование (создание на нарушенных землях па- хотных угодий, садов, лугов, пастбищ);
создание лесных насаждений (водоохранные и почвозащитные леса, ле- сопарки рекреационного назначения);
сооружение водоемов (водохранилища, пруды для разведения рыбы, водоё- мы для купания и другое);
жилищное и промышленное строительство.
Перечисленные направления взаимосвязаны и нередко осуществляются одно- временно в процессе восстановления нарушенных ландшафтов (рис. 7.1). Объектом рекультивации выступают, в первую очередь, горнопромышленные ландшафты. Их классификация предпринята Б. П. Колесниковым, Л. В. Моториной, Ф. Н. Мильковым, В. И. Федотовым и другими.
По характеру технологий, обусловливающих нарушение земель, чаще всего вы- деляют следующие типы техногенных комплексов:
Карьерно-отвальные комплексы (ландшафты). Состоят из карьерной и от- вальной частей, соотношение которых неоднозначно. Их происхождение связано с от- крытым способом добычи полезных ископаемых.
Торфяно-карьерные ландшафты. Возникают на месте разработок торфяных месторождений машинно-формовочным или фрезерным способом. В структуре этих комплексов чередуются болота на месте выработанных торфяников, сухие траншей- ные выемки, луговые и лугово-болотные пустоши с фрагментами первичных болот и мелколиственных лесов.
Дражно-отвальные ландшафты. Распространены преимущественно в речных долинах Урала и Сибири, где велась и ведется добыча цветных и драгоценных метал- лов дражным способом.
Шахтные просадочно-терриконниковые комплексы. Образуются при подзем- ном способе добычи полезных ископаемых.
Экстрактивные ландшафты (от лат. extra – извлеченный). Образуются на месте концентрации твердых отходов предприятий перерабатывающей промышленно- сти и включают золоотвалы, шламо- и шлакоприемники, хвостохранилища и другое.
Рекультивации подлежат не только горнопромышленные ландшафты, но и зем- ли, нарушенные мелиоративным строительством, а также малопродуктивные эродиро- ванные земли. Указанные типы земель относятся к классу сельскохозяйственных ан- тропогенных ландшафтов.
Рис. 7.1. Рекультивация нарушенных ландшафтов
(А – до рекультивации; Б – после её проведения)
Рекультивацию земель обычно проводят в три основных этапа. Первый этап – подготовительный – включает обследование и типизацию нарушенных земель, изуче- ние особенностей их природных условий (геологическое строение, состав пород, при- годность их к биологической рекультивации и другим видам использования, прогноз динамики гидрогеологических условий), определение направления последующего ис- пользования земель, составление технико-экономического обоснования (ТЭО), рабо- чих проектов и планов.
Второй этап – горнотехнический, включающий мероприятия, направленные на подготовку территории к дальнейшему использованию. Сюда входят планировка поверхности с формированием более пригодных для хозяйственного освоения форм рельефа и слагающих их грунтов, строительство подъездных путей, мелиоративных сооружений, укладка на выровненную поверхность плодородного слоя почвы мощно- стью 0,3 – 0,5 м для сельскохозяйственного и лесохозяйственного использования.
Третий, биологический, этап – это комплекс мероприятий сельс- кохозяйственного, лесохозяйственного, рыбохозяйственного и других направлений по восстановлению плодородия почв и продуктивности ландшафта. Он объединяет обра- ботку нанесенного слоя почвы, внесение удобрений, посев сельскохозяйственных
культур, создание лесонасаждений, зарыбление водоемов (в случае рыбохозяйствен- ного освоения нарушенных ландшафтов).
Рекультивация нарушенных земель требует больших материальных затрат и времени. Поэтому необходимо чётко продумать весь цикл предстоящих работ, собрать информацию и спрогнозировать наиболее оптимальную модель будущего ландшафта. Т. В. Звонкова предложила выделить ещё два этапа рекультивации – географический (в процессе подготовительных работ) и ландшафтный (после биологических, агротех- нических и фитомелиоративных мероприятий).
На географическом этапе решаются вопросы о будущем направлении рекульти- вации нарушенных земель – сельскохозяйственном, лесовосстановительном, паст- бищном, рекреационном, природоохранном или строительном. Выбирать направление рекультивации следует до начала горно-рудных разработок с учетом комплекса регио- нальных физико-географических (в частности, геологических) и социально- экономических факторов. При прочих равных горно-геологических условиях сельскохо- зяйственное направление рекультивации преобладает в зонах орошаемого земледе- лия, в земледельческих густонасёленных районах с плодородными почвами, на терри- ториях торфоразработок. В лесной и лесостепной зонах часто рекомендуется при- родоохранное и лесохозяйственное направления рекультивации. По сумме неблаго- приятных природных условий она нередко исключается в тундре и пустыне.
Рекреационное и санитарно-гигиеническое направления целесообразны в без- лесных районах с интенсивной горнодобывающей промышленностью и дробной ин- фраструктурой. Направленность рекультивации зависит также от типа нарушенных зе- мель, определяемого условиями залегания месторождений и технологией их разра- ботки, от экономической целесообразности и ожидаемого эффекта восстановления ландшафтов. Опыт восстановительных работ показывает, что экономически эффек- тивны направления рекультивации, наиболее совпадающие с условиями природной зоны рекультивируемых земель: лесная рекультивация в лесной зоне, полезащитная – в лесостепной.
Ландшафтный этап рекультивации, который должен следовать за биологиче- ским этапом, охватывает период вживления молодой геотехнической системы в фоно- вый природный ландшафт. Этот период длится не менее 15 – 20 лет, и за это время в искусственно созданном ландшафте происходят усадка грунтосмесей, приживление посаженных деревьев, формирование почвенного покрова и естественных элементов биогеоценоза, то есть завершение цикла ландшафтообразования. На отвалах форми- руется молодой слабоустойчивый к внешним воздействиям ландшафт со сложным микрорельефом, комплексным почвенным покровом. Если предполагается сельскохо- зяйственное направление рекультивации, то в дальнейшем это обусловит сложную структуру посевных площадей и агротехнических мероприятий, а также специальные требования к горной технологии.