Домой Аюрведа Искусственное восстановление нарушенных земель называется. Что такое рекультивация? Направления рекультивации нарушенных земель

Аюрведа

Искусственное восстановление нарушенных земель называется. Что такое рекультивация? Направления рекультивации нарушенных земель

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

Основное мероприятие по восстановлению земель после техногенных нарушений – их рекультивация – комплекс работ, проводимых с целью восстановления нарушенных территорий и приведения земельных участков в состояние безопасности.

Нарушение территории происходит в основном при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, а также в процессе строительства. В таком случае земли теряют первоначальную ценность и отрицательно влияют на окружающую природную среду.

Объекты рекультивации: карьерные выемки, провальные воронки, терриконы, отвалы и другие карьерно-отвальные комплексы; земли, нарушенные при строительных работах, а также в результате загрязнения их жидкими и газообразными отходами (нефтезагрязненные земли, газогенные пустыни и др.); территории полигонов твердых отходов.

Рекультивацию (восстановление) осуществляют последовательно, поэтапно. Различают техническую, биологическую и строительную рекультивации.

Техническая рекультивация – предварительная подготовка нарушенных территорий для различных видов использования. В состав работ входят: планировка поверхности, снятие, транспортировка и нанесение плодородных почв на рекультивируемые земли, формирование откосов выемок, подготовка участков для освоения и т.п.

На данном этапе рекультивации засыпают карьерные, строительные и другие выемки, в глубоких карьерах устраивают водоемы, полностью или частично разбирают терриконы, отвалы, закладывают “пустыми” породами выработанные подземные пространства. После завершения процесса осадки поверхность земли выравнивают.

Биологическая рекультивацияпроводится после технической для создания растительного покрова на подготовленных участках. С ее помощью восстанавливают продуктивность нарушенных земель, формируют зеленый ландшафт, создают условия для обитания животных, растений, микроорганизмов, укрепляют насыпные грунты, предохраняя их от водной и ветровой эрозии, создают сенокосно-пастбищные угодья и т. д. Работы по биологической рекультивации ведут на основе знания развития сукцессионных процессов.

При благоприятных условиях рекультивацию нарушенных земель осуществляют не по всем этапам, а выбирают какое-либо одно преимущественное направление: водохозяйственное, рекреационное и др. (см. табл.1). Например, на территориях, подверженных воздействию газодымовых выбросов от промышленных предприятий, рекомендуется санитарно-гигиеническое направление рекультивации с использованием газоустойчивых растений.

Таблица 1 Использование рекультивированных земель в зависимости от направления рекультивации

Очень сложно рекультивировать земли, загрязненные нефтью, так как они имеют обедненную биоту и содержат канцерогенные углеводороды типа бенз(а)пирена. Здесь необходимы рыхление и аэрация почвы, использование бактерий, потребляющих нефть, посев специально подобранных трав и др.

При необходимости выполняют также строительный этап рекультивации, в ходе которого на подготовленных территориях возводят здания, сооружения и другие объекты.

Работы по рекультивации нарушенных территорий проходят в соответствии с нормативно-инструктивными материалами и ГОСТ. Например, действует ГОСТ 17.5.3.04-83. “Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель”.

Сегодня уже нельзя ограничиться только восстановлением нарушенного массива, плодородия земель, созданием растительного покрова, а важно восстанавливать и все другие компоненты природной среды. Необходима комплексная рекультивация, а точнее рекультивация природной среды.

Страница 22 из 45

Восстановление земель после техногенных нарушений.

Биологическая рекультивация проводится после технической для создания растительного покрова на подготовленных участках. С ее помощью восстанавливают продуктивность нарушенных земель, формируют зеленый ландшафт, создают условия для обитания животных, растений, микроорганизмов, укрепляют насыпные грунты, предохраняя их от водной и ветровой эрозии, создают сенокосно-пастбищные угодья и т. д. Работы по биологической рекультивации ведут на основе знания развития сукцессионных процессов.

Таблица 1 Использование рекультивированных земель в зависимости от направления рекультивации

3.2. Влияние работ по строительству скважин на окружающую природную среду

3.3. Природоохранные требования при проведении буровых работ

3.4. Этапы инвестиционного проектирования строительства буровых объектов

4. Природоохранные требования к строительству скважин, их капитальному ремонту, консервации и ликвидации

4.1. Подготовка площадки к строительству

4.2. Строительство инженерных сетей

4.3. Строительство скважин

4.4. Капитальный ремонт скважин

4.5. Противоаварийные мероприятия

4.6. Демонтаж оборудования

4.7. Консервация скважин

4.8. Ликвидация скважин

5. Производственный экологический контроль

6. Природоохранные мероприятия при строительстве скважин

6.1. Воздухоохранные мероприятия

6.2. Мероприятия по охране водных ресурсов и их рациональному использованию

Показатели качества воды, используемой на технологические нужды бурения

Показатели качества очистки сточных вод, используемых в оборотных системах водоснабжения

6.3. Природоохранные мероприятия при сборе, хранении, очистке и обезвреживании отходов

6.4. Мероприятия по охране и восстановлению земельного участка

7. Использование транспортных средств в северных регионах

8. Предотвращение экологического ущерба, плата за загрязнение окружающей среды и использование природных ресурсов

9. Ответственность за нарушения природоохранного законодательства

10. Экологическое обучение и подготовка персонала

11. Список использованных нормативно-методических материалов

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе

Предельно допустимые концентрации (пдк) материалов и химреагентов в воде водных объектов рыбохозяйственного, хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения

Предельно допустимые концентрации (пдк) химических веществ в почве

Санитарно-токсикологические характеристики отечественных реагентов, используемых в буровых растворах (III-IV класса токсичности), и расчет класса токсичности отходов

Количественные характеристики выбросов вредных веществ в атмосферу при эксплуатации строительных и дорожных машин

Новые технологические разработки для ремонта скважин (на примере уренгойского месторождения)

Расчет степени риска и ущерба от аварийных ситуаций

Эколого-экономическая оценка системы оборотного водоснабжения при строительстве скважин

Исходные параметры для расчета объема выбуренной породы

Исходные данные для расчета объема циркуляционной системы

Биотехнологическое обезвреживание отходов

Деструкция веществ, входящих в состав буровых растворов (экспозиция 60 дней)

Биологическая рекультивация почв

1. Рыхление загрязненной территории

Базовые нормативы платы за сброс загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, тыс. Руб./т* (в ценах 1990 г.)

Базовые нормативы платы за размещение отходов в пределах установленных лимитов (в ценах 1990 г.)

Коэффициенты экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха и почвы территорий экономических районов Российской Федерации

Коэффициенты экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов по бассейнам морей и основных рек

Порядок расчета платы за неорганизованный сброс загрязняющих веществ в водные объекты

Примерный перечень природоохранных мероприятий

1. Охрана и рациональное использование водных ресурсов

2. Охрана воздушного бассейна

3. Использование отходов производства и потребления

4. Экологическое просвещение, подготовка кадров

5. Научно-исследовательские работы

Вопросы, рассматриваемые при экологическом аудите на предприятии

1. Общие вопросы

2. Вопросы по охране атмосферы

2.1. Вопросы инструктажа в филиале

2.2. Вопросы инструктажа на предприятии

3. Вопросы по охране водных объектов

3.1. Вопросы инструктажа в филиале

3.2. Вопросы инструктажа на предприятии

4. Вопросы по охране земельных ресурсов

4.1. Вопросы инструктажа в филиале

4.2. Вопросы инструктажа на предприятии

6.4. Мероприятия по охране и восстановлению земельного участка

6.4.1. Все земли, отведенные природопользователю во временное пользование для реализации программ строительства скважин, подлежат возврату землевладельцу в состоянии, пригодном для осуществления на них дальнейшего землепользования и воспроизводства биологических ресурсов .

Работы по восстановлению земельного участка должны проводиться непрерывно, вплоть до их завершения. Возврат земель должен быть произведен до истечения срока, на который был сдан участок. В случае, если климатические условия не позволяют выполнить эти работы в срок, то период их проведения может быть продлен по особому согласованию, но не свыше одного года с момента завершения работ по бурению и демонтажу оборудования на скважине.

6.4.2. По окончании бурения и освоения скважины необходимо проведение следующих работ:

Демонтаж оборудования в соответствии с требованиями нормативных документов;

Разрушение гидроизоляционных покрытий площадок, бетонных фундаментов;

Очистка территории буровой от металлолома, строительного мусора;

Снятие загрязненного грунта;

Восстановление ландшафтов на площадке скважины и прилегающей территории.

6.4.3. При строительстве скважин на плодородных землях и землях активного сельскохозяйственного использования в процессе проведения подготовительных работ к монтажу бурового оборудования необходимо снимать и отдельно складировать плодородный слой для последующей рекультивации .

6.4.4. Рекультивация земель временного отвода проводится в соответствии с проектом рекультивации нарушенных земель, содержащим выбранный метод рекультивации (технический, биологический, смешанный технобиологический, подсев трав на самозарастающих землях), а также смету на проведение рекультивационных работ. Первоочередными работами являются: засыпка ям, траншей, ликвидация временных насыпей, валов, зачистка коридоров коммуникаций от порубочных остатков, ликвидация повреждений верхнего термоизолирующего слоя земли.

Проект рекультивации нарушенных земель должен выполняться отраслевым проектным институтом либо специализированной организацией, имеющей право на выполнение таких работ.

В зонах залегания ММП основные виды строительных работ должны проводиться в осенне-зимний период после промерзания грунта на глубину не менее 20 см.

6.4.5. Расчеты компенсационных выплат землевладельцам, землепользователям, арендаторам и иным лицам, чьи интересы прямо или косвенно затрагиваются работами по строительству скважин на земельном участке, производятся на стадии ТЭО (проекта).

6.4.6. Главной целью рекультивации является приведение территории в заданное состояние в зависимости от ее предполагаемого дальнейшего использования. Вопрос о предпочтительном и практически осуществимом использовании территории, возвращаемой основному землепользователю, должен решаться путем согласований с природоохранными органами и местным населением при утверждении проекта.

Программа рекультивации может разрабатываться, исходя из следующих вариантов:

Приведение территории в исходное состояние;

Частичное приведение территории в исходное состояние;

Приведение территории в приемлемое альтернативное состояние;

Отказ от рекультивации.

При выборе варианта рекультивации принимаются во внимание следующие факторы:

Нужды местных властей и населения;

Планируемое использование территории;

Состояние существующей флоры и фауны;

Характер и объем загрязнений;

Практическая осуществимость рекультивации;

Сроки рекультивации;

Стоимость рекультивационных работ.

6.4.7. Возврат рекультивированных и восстановленных земель первоначальным владельцам производится по решению специальной комиссии, оценивающей качество произведенных работ. В состав комиссии включаются представители заказчика, владельца земель, местных природоохранных органов, комитетов Роскомзема и других заинтересованных организаций, а также службы производственного экологического контроля.

6.4.8. Техническая рекультивация состоит в удалении и захоронении строительных отходов, в дополнительной планировке местности, ремонте и укреплении насыпей, засыпке выемок и срезок, устройстве системы организованного водоотвода.

6.4.8.1. После окончания строительных работ необходимо:

Глинистый раствор, оставшийся в амбарах после окончания бурения скважин, использовать повторно для бурения последующих скважин в кусте, а также для испытания скважин;

Земляные амбары с отходами бурения ликвидировать, предварительно проведя нейтрализацию, находящихся в них буровых отходов;

При демонтаже складов ГСМ - убрать замазученность;

Всю площадку после окончания бурения и испытания скважин спланировать и покрыть плодородным слоем почвы, убранным до начала строительства;

Провести биологическую рекультивацию.

6.4.8.2. Ликвидация шламовых амбаров на буровой должна производиться в осенне-зимний период, когда влажность отходов минимальна; засыпка амбаров производится минеральными грунтами, вынутыми при рытье амбаров, или привозным песком.

6.4.9. Биологическая рекультивация проводится после завершения технической рекультивации и состоит в искусственном создании растительного покрова различного вида, назначения и продуктивности.

6.4.9.1. Биологическая рекультивация производится со следующими целями:

Предупреждение или ликвидация развития криогенных процессов;

Закрепление поверхностных песчаных грунтов и насыпей от ветровой и водной эрозии;

Восстановление природных ландшафтов.

6.4.9.2. Биологическая рекультивация осуществляется путем подсева многолетних трав .

Для рекультивации в северных регионах наиболее пригодны лесные злаки (мятлик альнигенный, бескильница Гаупта, вейник лапландский, щучка северная и др.), для которых характерна высокая устойчивость к резким изменениям температуры и влажности грунтов. При отсутствии товарного производства семян местных трав допускается использование следующих видов трав: костра безостного, овсяницы красной и овечьей, мятлика лугового, пырейника изменчивого, лисохвоста лугового, волосенца сибирского и др. .

6.4.9.3. Для проведения биологической рекультивации земель могут использоваться гумино-минеральные концентраты (ГМК).

ГМК являются продуктом переработки дешевых бурых углей. Применение ГМК восстанавливает свойства почвенного покрова и очищает его от экотоксикантов различного происхождения.

Использование гуминовых кислот для биологической детоксикации осадка пластовых вод в виде песка, содержащих неорганические и органические экотоксиканты, позволяет после детоксикации песка проводить его фиторекультивацию. Кроме того, агрегирующее и структурообразующее действие гуминовых кислот на песок предотвращает возможность ветровой и водной эрозии.

6.4.9.4. Некоторые биологические методы рекультивации почв приведены в приложении 11.

6.4.10. Для успешной рекультивации поврежденных и загрязненных земель служба производственного экологического контроля должна выявлять причины и характер происшедших нарушений природной среды, пространственно-временные закономерности развития их негативных последствий и выбирать способы и средства прекращения, ослабления и устранения этих последствий. Финансирование таких работ должно производиться за счет основной деятельности предприятий, допустивших нарушения, за счет специального резерва капиталовложений.