geolike.ru

Технический этап рекультивации земель

Генеральный план восстановления нарушенных земель

Главная задача восстановления земель сводится к подготовке нарушенной территории к различным видам целевого использования. Сюда входят, создание рациональных форм рельефа с благоприятной структурой отвалов, планировка поверхности, выполаживание откосов, ликвидация последствий усадки, проведение мелиоративных мероприятий, нанесение гумусированных слоев почвы и т.д.

Форма отвалов должна обеспечивать их хозяйственное освоение. Обычно отдается предпочтение отвалам наиболее крупным по площади и с основанием приближающимся по форме к квадрату. Вид последующего освоения земель определяет характер планировочных работ (сплошная, террасная, частичная).

Сплошная планировка поверхности производится для с.-х. освоения земель, террасная - под облесение и садоводство, частичная -для с.-х. нужд.

При рекультивации ранее отработанных отвалов необходимо проводить обследование с целью установления пригодности грунтов для рекультивации. Обычно на большинстве отработанных отвалов пространственная разобщенность участков, сложенных благоприятными и токсичными грунтами, затрудняет, а порой исключает возможность дифференцирование рекультивировать отвалы. Это обусловлено проникновением вместе с атмосферными осадками солей из токсичных грунтов. Поэтому пригодные для произрастания растений участки постепенно превращаются в непригодные. Учитывая сказанное, необходимо создать экранирующий слой на всей поверхности отвала.

Серьезный экологический ущерб окружающей среде наносят так называемые несанкционированные свалки — стихийно образовавшиеся или возникшие из-за непродуманной деятельности человека искусственные геологические образования (площадью не менее 0,5 га при мощности отложений не менее 1 м). В зависимости от направления последующего использования территорий, занятых несанкционированными свалками, принимают те или иные технические решения по их рекультивации.

Перед началом работ проводят инженерно-геологические изыскания, на основании которых составляют сетку профилей грунта свалки и подстилающих их слоев грунта основания, по ним определяют мощность слоя свалочного грунта, структуру подстилающих слоев, степень их загрязненности и уровень грунтовых вод. Мощность загрязненного грунта, подлежащего удалению в основании свалки наравне со свалочным, определяют сравнением степени загрязнения его с нормативными значениями.

Вертикальная планировка и подсчет объемов земельных работ

Основным принципом вертикальной планировки является принцип балансирования земельных масс. При проведении вертикальной планировки очень важно соблюдать условие, при котором баланс земляных масс должен быть приближенным к нулевому. Нулевой баланс земельных масс - это оптимальный вариант проведения работ по вертикальной планировке. Он означает равенство объемов выемок и насыпей. Проектирование вертикальной планировки осуществляется методом проектных (красных) отметок, методом продольных и поперечных профилей и методом проектных (красных) горизонталей.

Объем земляных работ подсчитывается по продольным и поперечным профилям, по красным горизонталям, квадратам и др. При всех способах подсчета определяют геометрический объем земляного массива для естественно залегающих грунтов при определенной его пористости.

При проектировании вертикальной планировки методом продольных и поперечных профилей объем земляных работ определяют как сумму объемов работ (отдельно для выемок и отдельно для насыпей) на участках между соседними поперечными профилями. Степень точности подсчетов зависит от частоты расположения поперечных профилей.

Поперечные профили проектируют во всех переломных точках продольного профиля, а также в интервалах между ними (обычно через 20 м), в том числе в местах наибольших и наименьших отметок.

При проектировании вертикальной планировки методом горизонталей объем земляных работ подсчитывают по участкам, на которые разбивают нарушенную территорию. Строится сетка квадратов со сторонами, равными 20 м (при больших площадях и пологом рельефе стороны квадратов могут быть увеличены до 50 м, а при сложном рельефе уменьшены до 10 м). На этой сетке проектируют картограмму земляных работ. Для построения картограммы в углах квадратов выписывают черные и красные (существующие и проектные) отметки.

Черные отметки подписывают вверху, красные - внизу. Рабочие отметки, т.е. разность между красными и черными, характеризующие объем подсыпки (со знаком "+") или срезки (со знаком "-"), пишут рядом с красными отметками.

Между точками с рабочими отметками, имеющими разные знаки, находят на сторонах квадрата нулевые точки. Соединяя эти точки между собой прямыми линиями, получают границы насыпей и выемок. Для наглядности изображения площадь выемок или насыпей может быть заштрихована (обычно штрихуют площадь, меньшую по размерам).

Положение нулевых точек находят методом интерполяции. Если обозначить соседние разноименные рабочие отметки Н₁ и Н₂, то расстояние от нулевой точки до точки с рабочей отметкой Н₁ будет равно:

Х=[Н₁ /(Н₁ +Н₂ )]· L,

где L - расстояние между рассматриваемыми точками с известными рабочими отметками, м.L=20м.

W=Н₁ +Н₂ +Н₃ +Н₄ /4·F,

Где F-площадь фигуры, м²;

Н_Х - рабочая отметка (насыпи или выемки).

F=а²=20²=400 м²;

W=0+(-0,1)+(-0,1)+(-0,2)/4 ·400=-40

Ведомость подсчета объема земляных работ по картограмме

Выполаживание откосов отвалов

С целью рекультивации поверхности откосов отвалов, а также укрепления их от размыва, оползней, ветровой и водной эрозии и предотвращения локальных деформаций предусматривается выполаживание откосов отвалов, Объем планировочных работ при выполаживании зависит от угла естественного откоса, высоты, периметра и числа ярусов.

Объем работ по выполаживанию:

одноярусного отвала

где К - коэффициент выполаживания откоса (при выполаживании сверху вниз К = 0,125, снизу вверх К = 0,5);

h - высота яруса отвала, м;

a — угол откоса после выполаживания, градус;

а₁ - угол откоса до выполаживания, градус;

р - периметр отвала, м;

Величина периметра р зависит от конфигурации отвала. При прямоугольной форме отвала р = 2 (а + в), при квадратной р = 4а, круглой р = НД 9 (в, а, Д - соответственно длина, ширина и диаметр отвала, м).

Выполаживание откоса по периметру отвала, возможно, осуществлять двумя способами: сверху вниз и снизу вверх. Выполаживание откосов сверху вниз производится путем перемещения пород с верхней бровки яруса на нижнюю. При этом способе выполаживания необходимо увеличение земельной площади для размещения пород. Размер земельной площади

∆S=I_pn P, м²,

где I_pn - приращение горизонтальной проекции линии откоса первого яруса при выполаживании сверху вниз.

Если выполаживание откосов сверху вниз невозможно (из-за отсутствия свободных площадей), используют Выполаживание снизу вверх. При этом способе выполаживания порода перемещается с нижней бровки откоса вверх на поверхность отвала. Объем работ увеличивается в 4 раза по сравнению со способом "сверху вниз"

Мероприятию по обеспечению гидрологического режима рекультивированных территорий

Надежная противоэрозионная защита земель может быть достигнута при выполнении комплекса мероприятий. Интенсивность водной эрозии почв зависит от многих факторов, главные из которых:

климатические условия, формирующие величину и интенсивность стока в зависимости от количества, интенсивности и частоты выпадения осадков, характера снежного покрова, интенсивности таяния снега;

Физико-механические свойства почв и почвообразующих пород: тип и гранулометрический состав почвы, связность, структура, размокаемость, размываемость;

наличие, вид и густота растительного покрова, особенности корневой системы растений, защищающей поверхность от размыва и смыва;

хозяйственное или иное использование территории, влияющее на рельеф, состояние поверхности, структуру почвогрунтов, поверхностный сток.

Комплекс противоэрозионных мероприятий разрабатывают в традиционно сложившейся последовательности:

1-й этап — обоснование необходимости противоэрозионных мероприятий с составлением генеральной схемы;

2-й этап — составление принципиальной схемы противоэрозионных мероприятий в границах общей водосборной площади;

3-й этап — разработка комплекса противоэрозионных мероприятий для условий конкретного хозяйства в составе проекта землеустройства или в дополнение и развитие существующей системы использования территории;

4-й этап — разработка проектной и сметной документации на выполнение радикальных противоэрозионных работ по созданию лесных насаждений, строительству противоэрозионных гидротехнических сооружений по мелиорации заовраженных земель.

На данном участках с крутизной склонов 5...10^˚ противоэрозионное залужение выполняют полосами шириной по 20...30 м с пропусками по 15...20 м.

К работам по защите территорий от дальнейшего развития эрозионных процессов относят выращивание противоэрозионных лесных насаждений.

Влияние лесного покрова на сток поверхностных вод, его закрепляющее значение для верхнего слоя земной поверхности, осушающее воздействие за счет транспирации, влияние на микроклимат общеизвестны. Поэтому искусственное лесонасаждение широко применяют и оно занимает одно из ведущих мест в системе противоэрозионных мероприятий. К специфическим особенностям создания защитных лесных насаждений разного назначения можно отнести: проблематичность выращивания в условиях недостатка влаги, в районах с низкими зимними температурами и суховеями, на засоленных почвах и загрязненных почвогрунтах;

необходимость тщательного и обоснованного подбора древесных и кустарниковых пород для каждой природно-климатической зоны, района, участка, защищаемого от эрозии;

большие продолжительность и трудоемкость выращивания. Лесные полосы начинают выполнять водорегулирующую роль только после смыкания кроны растений в рядах и междурядьях в среднем через 5...7 лет после посадки.

Полосы водорегулирующих лесных насаждений располагают поперек склонов вдоль горизонталей, этим они отличаются от полезащитных лесных полос, размещаемых под прямым углом к направлению господствующих ветров. Расстояние между водорегулирующими полосами назначают с учетом разновидностей почвенных зон и крутизны склонов.

Роза ветров данного района показывает господствующее направление ветра – северо-восточное. Перевевание почвенных частиц на отвале приводит к возникновению пыльных бурь. Атмосфера прилежащих к отвалу территорий загрязняется. Под влиянием ветровой эрозии мелкозем грунтов сносится в микропонижения рельефа отвалов или к их подножиям, это приводит к мозаичности отвалов.

В ландшафтах, где почвы подвержены ветровой эрозии, достаточно эффективно себя зарекомендовали почвозащитные насаждения. Оказывая положительное влияние на микроклимат приземной зоны, почвозащитные насаждения способствуют уменьшению скорости ветра и тем самым обеспечивают защиту почвы, предотвращая ветровую эрозию. Уменьшение скорости ветра в приземном слое способствует также улучшению микроклимата для произрастания растений. За счет ослабления ветра улучшается водный режим почвы, снижаются потери воды. Кроме того, безветрие способствует образованию росы. Ветрозащитные насаждения оказывают положительное влияние на тепловой режим почвы и приземное воздушное пространство. С уменьшением испарения повышается температура почвы.

Оптимального защитного эффекта достигают путем создания взаимосвязанной сети защитных насаждений. Основные полосы защитных насаждений располагают перпендикулярно господствующему направлению ветра. Их соединяют между собой вспомогательными полосами, размещаемыми на двойном расстоянии друг от друга. В результате образуются зоны, ограниченные насаждениями (микроклиматические пространства), площадь каждой из которых должна быть не менее 10 га. Закладываемые почвозащитные насаждения не должны быть густыми. Наилучшая защита прилегающих угодий достигается при 50%-й продуваемости насаждения ветром. При более густых насаждениях за ними образуются вихревые потоки, что уменьшает зону ветрозащитного эффекта. Ширина ветрозащитной зоны при насаждениях, продуваемых ветром наполовину, составляет с наветренной стороны пятикратную, а с подветренной — двадцатикратную высоту препятствия. Например, при высоте насаждений 12 м образуется ветрозащитная зона шириной 60 м с наветренной и 240 м с подветренной сторон. Большего эффекта защиты от ветра достигают при следующем сочетании деревьев и кустарников, образующих защитное насаждение: деревья 1-й величины—10...20 %; 2-й величины — 30...40; кустарники — 40...60 %.

Подбор культур определяется биологическим направлением рекультивации, геологическими и природно-климатическими условиям. Предусматривается обязательный уход за посадками, особенно в течение первого года.