Агротехнічні основи захисту земель від ерозії (стр. 8 из 10)
д) ретельне планування відвалів після осідання;
є) покриття токсичних порід після їх ретельного планування шаром глинистих порід, що не допускає міграції токсичних елементів до коренемісткого шару;
є) нанесення шару потенційно родючої породи завтовшки 1,5—2 м;
ж) покриття відвалів шаром родючого ґрунту завтовшки 30— 50 см.
Бувають і відхилення від цієї загальної схеми. Наприклад, якщо шар потенційно родючої породи досить потужний, то ним можна перекривати токсичні та індиферентні породи без ретельного вирівнювання відвалів і без створення екрану з глинистих порід. Після глибокого вирівнювання екскаваторних відвалів на них наносять шар лесовидного суглинку завтовшки 3 — 5 м. Після усадки та розрівнювання його покривають ґрунтом гумусованих шарів. Гумусовані шари ґрунту є дуже цінний ресурс. Згідно з законодавством, при всіх видах будівельних робіт його слід знімати, складувати і використовувати за призначенням для біологічної рекультивації.
Рис. 4.1. Схема спареної роботи екскаваторів під час селективного формування відвалів (за Л.В. Моторіною та В.А.Овчинніковим, 1975)
Л.В. Моторіна та В.А. Овчинніков (1970) виділяють такі технологічні схеми робіт по зніманню ґрунтового шару та нанесенню його на відвали:
♦ технологічна схема з застосуванням скрепера та бульдозера. Знімання гумусового шару ґрунту і транспортування на відвали виконується скрепером. Доставлений до відвалу грунт за допомогою бульдозера рівномірно розподіляється по поверхні відвалу;
♦ технологічна схема із використанням екскаватора, автосамоскида та бульдозера. Вона застосовується при транспортуванні ґрунту на більші відстані;
♦ технологічна схема із застосуванням екскаватора, стрічкового конвеєра, відвалоформувача та бульдозера. Ґрунт виймають екскаватором, завантажують у бункер стрічкового конвеєра, який транспортує грунт на зовнішній та внутрішній відвали, де він розрівнюється бульдозером.
Кожному виду робіт по реутилізації родючого шару відповідають спеціальні машини (табл. 1).
Таблиця 4.1
Технологічні схеми розробки робочого розкриву з використанням серійних машин (В.А. Овчинніков, Мкртичан, 1970)
| Індекс технологічної схеми | Технологічна операція | Тип машини |
| Іпек | Штабелювання ґрунту в кар’єрі | Бульдозер |
| Навантаження в самоскиди | Екскаватор | |
| Транспортування на відвал | Автосамоскид | |
| Розрівнювання на відвалі | Бульдозер | |
| Іптр | Штабелювання фунту в кар'єрі | Бульдозер |
| Навантаження в самоскиди | Одноківшові навантажувачі | |
| Транспортування на відвал | Автосамоскид | |
| Розрівнювання на відвалі | Бульдозер | |
| IIпек | Розробка ґрунту в кар'єрі та транспортування на відвал | Самохідний скрепер |
| Розрівнювання фунту на відвалі | Бульдозер | |
| ІІІсав | Розробка і навантаження родючих порід у кар'єрі | Екскаватор |
| Транспортування на відвал | Автосамоскид | |
| Розрівнювання на відвалі | Бульдозер | |
| ІІІсж | Розробка і навантаження родючих порід у кар'єрі | Екскаватор |
| Транспортування на відвал | Електровоз | |
| Розрівнювання на відвалі | Бульдозер |
Автори технологічних схем вважають, що ефективне застосування схеми Н" обмежується продуктивністю розробки до 300 тис. м3 за рік і відстанню транспортування до 2,5 км.
Порівняння технологічних схем І і IIIпоказує, що ефективне застосування автотранспорту обмежується невеликими обсягами робіт і невеликою відстанню транспортування [13].
Технологічна схема Іпек більш ефективна, ніж схема Іптр. При використанні екскаваторів з автосамоскидами затрати на 1 м3 робочого розкриву на 5—10 % нижчі, ніж при використанні транспортного навантажувача з тими ж самоскидами.
В усіх цих схемах висота верхнього виступу обмежується глибиною сприятливих для біологічної рекультивації структурних порід. Глибина гумусованого шару ґрунту, що знімається окремо, визначається його агрохімічними та фізико-хімічними властивостями. Знімають і складують усі горизонти з вмістом гумусу понад 1 %. Але слід враховувати зональні особливості будови профілю ґрунту. Орієнтована потужність шару ґрунту, що знімається, згідно з науково-методичними рекомендаціями 1981 р., може бути такою, см:
а) дерново-підзолисті окультурені ґрунти — 15—20;
б) ясно-сірі та сірі опідзолені ґрунти — 15—30;
в) темно-сірі опідзолені ґрунти — 40—50;
г) чорноземи типові, вилуговані, опідзолені та реградовані — 100-120;
д) чорноземи звичайні — 40—70;
є) чорноземи південні та темно-каштанові ґрунти — 35—50;
є) каштанові ґрунти 20—30.
Рекультивована ділянка, що відводиться під біологічну рекультивацію, підлягає внутрішньогосподарській організації території. На ділянках, покритих потенціально родючим шаром, на період біологічної рекультивації вводиться меліоративна сівозміна, влаштовується мережа доріг, захисних лісонасаджень і гідротехнічних споруд.
Борти відпрацьованих кар'єрів зрізають залежно від стійкості порід із закладенням укосів від 1:1 до 1:2 або споруджують на них терасовидні уступи для посадки лісових культур. Дно таких кар'єрів може бути відведено під біологічну чи будівельну рекультивацію. Інколи доцільно створити на них водойми і зони відпочинку.
Технічний етап рекультивації при будівництві шляхів та інших лінійних об'єктів полягає у зніманні у порушеній смузі шару фунту, створенні насипів з підґрунтя і покритті резервних ділянок гумусованим шаром.
При шахтному способі видобування корисних копалин пуста порода знову повертається у вироблені штреки. При неможливості повернення її у штреки створюються зовнішні відвали (терикони, териконники), під які відводяться малопродуктивні землі чи яри. Після 2—3-річного осідання відвали вирівнюють, покривають потенціально родючою породою, шаром ґрунту та передають для біологічної рекультивації.
При підземному добуванні корисних копалин може відбуватися деформація поверхні ґрунту внаслідок осідання. Залежно від характеру деформацій у межах шахтного поля на поверхні знімається шар ґрунту, провали засипаються, розрівнюються і після остаточного осідання вирівнюються і покриваються шаром ґрунту.
Під час геологорозвідувальних робіт гумусовий шар ґрунту знімають повністю. Крім того, знімають 50 см горизонту, перехідного до породи, який складується окремо, влаштовуються резервуари для зберігання промивних рідин, що використовуються у процесі буріння. Після закінчення буріння зняті шари ґрунту і підґрунтя повертають на попереднє місце. Якщо необхідно, проводять хімічну меліорацію і внесення підвищених норм органіки.
Вироблені торфовища при фрезерному і машино-формувальному способах видобування торфу потрібно повернути землекористувачам для використання їх під сіножаті, пасовища, обліснення та обводнення. З цією метою влаштовують осушувальну мережу, проводять планування поверхні, споруджують дороги. Торфовища, вироблені гідроспособом, звичайно рекультивують для рибно-господарського використання. На них здійснюють корчування та вивезення пнів, планування та закладення осушувальної мережі. У Німеччині існує технологія ренатуралізації боліт і торфовищ [13].
4.3 Біологічний етап рекультивації
Біологічна рекультивація — це етап загальної рекультивації, що охоплює комплекс агротехнічних і фітомеліоративних заходів для підвищення родючості порушених земель.
Біологічна рекультивація може бути сільськогосподарською або лісовою. Сільськогосподарська рекультивація слугує для підготування землі під ріллю, багаторічні насадження чи природні кормові угіддя. Найсуворіших вимог слід дотримуватися під час біологічної і технічної рекультивації земель, що відводяться під ріллю. У цьому випадку потрібні селективне відсипання відвалів, перекриття токсичних порід 0,5-метровим шаром глини, потенційно родючою породою завтовшки 1,5 — 2 м, а також поверхневим шаром ґрунту, 5 — 10-річний період відновлення родючості з вирощуванням багаторічних трав, внесенням високих норм органічних і мінеральних добрив. Після такої рекультивації ці землі можна використовувати інтенсивно. За потенціальною та ефективною родючістю вони можуть не поступатись перед зональними ґрунтами. У зоні поширення родючих чорноземів під ріллю слід рекультивувати не більше 70 % порушених земель. Решту 30 % відводять під укоси відвалів, терасовидні уступи, під'їздні шляхи, протиерозійні споруди. Ці землі заліснюють або залужують травами.
Порушені землі мають несприятливі режими, на них навіть багаторічні трави потребують удобрення.
Найбільші прирости врожаю були отримані у варіанті з повним мінеральним добривом. Велике значення має глибина насипного гумусованого шару.
За даними Л.В. Єтеревської (1977), для зернових культур вплив глибини насипного шару ґрунту спостерігався до глибини 50—60 см.
У загальному випадку економічно доцільним є насипання гумусового шару ґрунту до глибини 50 см.
Для відновлення родючості і підвищення врожайності сільськогосподарських культур велике значення мають норми внесення добрив.
У меліоративний період рекультивації найдоцільніше вирощувати багаторічні трави, особливо бобові — люцерну, еспарцет, буркун — з використанням їх як сидератів. Ці культури менше реагують на порушення ґрунтового покриву і погіршення поживного та водного режимів. Після проходження меліоративного періоду рекультивовані землі включають до складу ріллі під польові, кормові і ґрунтозахисні сівозміни.