Подъем уровня грунтовых вод (подтопление) на орошаемых землях неизбежен при любых щадящих режимах полива. Подтопленные территории становятся непригодными для орошения еще и по причине непроходимости таких земель для обрабатывающей техники.
Важнейшие профилактические меры предупреждения вторичного засоления - применение дождевальных установок с дозированной подачей воды (в зависимости от вида почв, состояния приземного воздуха, вида культуры и др.) и подпочвенного орошения. Хороший эффект дают планировка поверхности, ликвидация оросительных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды. Если применение дренажных систем необходимо, то целесообразно использовать вертикальный дренаж.
Заболачивание почв. В естественных природных условиях довольно много заболоченных земель. Основными причинами заболачивания являются климатические условия, понижения в рельефе поверхности земли, разгрузка подземных вод, водный баланс территории. Наиболее распространены заболоченные территории в гумидных зонах (рис. 3).
Рис.3. Заболачивание почв восточного Подмосковья в зоне распространения флювиогляциальных отложений
Существует большое количество естественных, низинных и верховых, болот, общая площадь которых вместе с заболоченными землями в странах СНГ составляет около 180 млн га. Заболоченные земли широко распространены в Белоруссии, Прибалтийских республиках, на севере Украины, в Нечерноземной зоне РФ и в Западной Сибири.
Заболачиваются обычно пониженные участки суши, долины и поймы рек. Заболачивание происходит в местах выхода и разгрузки подземных вод при превышении инфильтрационного питания над испарением. Благоприятные условия для заболачивания складываются в лесной зоне умеренного климата, где невысокие летние температуры сочетаются с большим количеством осадков и слабым испарением. В условиях низинной тундры, с близким залеганием вечной мерзлоты, огромные территории заболочены. В первую очередь заболачиваются низменности и слабо всхолмленные территории. Огромные болотистые территории, например Васюганские болота в Западной Сибири, трудно проходимы и хозяйственно не освоены.
В условиях хозяйственной деятельности человека заболачивание происходит весьма активно, особенно на орошаемых землях. В значительной степени ему подвержены участки, прилежащие к водохранилищам. Здесь резко повышается уровень грунтовых вод, и заболачивание охватывает значительные площади равнинных и пониженных территорий. Оно может развиваться также в результате и сплошной рубки леса (особенно деревьев с высокой транспирационной способностью) в районах с избыточным увлажнением. Заболачивание земель при техногенном подтоплении происходит на урбанизированных территориях.
Важнейшей профилактической мерой предупреждения антропогенного заболачивания является мелиорация избыточно увлажненных земель с целью регулирования их водного режима. Когда процесс заболачивания приносит ущерб или становится опасным для проживания людей, прибегают к строительству дренажных систем.
Осушение болот. После осушения болота используют для выращивания льна, зерновых, овощных культур, дающих на осушенных землях высокие урожаи. Поэтому их интенсивно осушают. Однако часто осушение проводится нерационально, и грунтовые воды после мелиорации оказываются на значительной глубине, ниже 1,5 м, при этом плодородие осушенных болот падает: торф быстро окисляется, нарушается структура почвы, дренажная сеть выносит плодородные частицы. Снижается продуктивность не только на неправильно мелиорированном болоте, но и на соседних территориях.
Болота имеют большое гидрологическое и климатообразующее значение. Они служат естественными резервуарами воды, поддерживают более высокий уровень грунтовых вод. Особенно большое значение для поддержания уровня грунтовых вод имеют болота на водоразделах, у истоков рек, в районах с песчаными почвами. Поэтому сплошное осушение болот без достаточного обоснования может принести больше вреда, чем пользы. Известны случаи, когда оно вызывало обмеление, высыхание небольших рек, резкое понижение уровня грунтовых вод. В засушливые годы понижение уровня грунтовых вод привело к высыханию лесов и снижению урожая на полях.
Прямое уничтожение почв. Использование почв не по прямому назначению в последние годы приобретает угрожающие размеры. Почвы занимают под промышленное и жилищное строительство, транспортные магистрали, заливают водой при строительстве водохранилищ. Огромные площади земель нарушают при добыче полезных ископаемых, при лесоразработках, покрывают отходами промышленности, используют под городские свалки.
Например, в ФРГ только под населенными пунктами занято 10 % поверхности земли и ежегодно уходит под постройку более 28 тыс. га. В СССР в конце 1980-х годов из сельскохозяйственного использования ежегодно в среднем изымалось по 50 тыс. га пашни, в 1990-х годах эта цифра снизилась до 35 тыс. га. Предполагается дальнейшее уменьшение отведения пахотных земель под строительство.
Биотехнология охраны земель
Загрязненность почв неорганическими ионами и нехватка полезных органических, избыток пестицидов и других вредных минеральных добавок приводит к снижению урожайности и качества сельскохозяйственных культур, а также эрозии и дефляции почвы. При этом традиционные удобрения и методы внесения их в почву являются весьма затратными.
Вместе с тем имеются безграничные, возобновляемые ресурсы удобрений, содержащих необходимые питательные элементы для сельхозкультур и близкие, а иногда и превышающие по качеству органические удобрения (осадки сточных вод станций аэрации). Широкому применению их в сельском хозяйстве препятствует бактериальная зараженность и содержание тяжелых металлов. Если первое препятствие в целом разрешимо, то второе - требует новых подходов, основанных на биотехнологических приемах.
В настоящее время в России и за рубежом проводится большая работа по селекции и получению методами генетической инженерии микроорганизмов, способных при внесении их в почву вместе с осадками продуцировать полимеры, переводящие тяжелые металлы в неподвижные формы и осуществлять одновременно процесс азотфиксации ( усвоение атмосферного азота).
Уже не одно десятилетие насчитывает опыт применения красного калифорнийского червя для получения биологически ценного удобрения (биогумуса) из клетчаткосодержащих и широкого спектра органических отходов, а также для улучшения структуры почв, аэрирования. Прошедший через червя гумус обогащен всеми необходимыми аминокислотами, микроэлементами.
Одним из наиболее распространенных и стойких загрязнений земель является нефть. Естественная микрофлора, адаптируясь, способна разрушить загрязнения такого типа. Смешение загрязненной нефтью почвы с измельченной сосновой корой ускоряет на порядок скорость разрушения нефти за счет способности микроорганизмов, существующих на поверхности коры, к росту сложных углеводородов, входящих в состав сосновой смолы, а также адсорбции нефтепродуктов корой.
Такой биотехнологический прием получил название «микробное восстановление загрязненной нефтью почвы».
Система мероприятий по защите земель от эрозии
Среди многих систем по рациональному использованию земель и почв важнейшее значение имеет их охрана и рациональное, бережное использование, и, прежде всего защита от эрозии.
Разработка мер защиты почв имеет длительную историю. К настоящему времени в России сложилось научно-практическое направление защиты земель от почвенной эрозии, занимающееся разработкой мер по предотвращению ее причин. При этом необходимо планомерное воздействие на весь природный комплекс (ландшафт), а не только на отдельные его компоненты.
Разработаны комплекс межзональных (общих для всех природно-климатических зон) мер защиты земель от ускоренной эрозии, ее последствий, а также комплекс конкретных мероприятий для каждой природно-климатической зоны. Межзональные меры защиты земель от эрозии включают: 1) противоэрозийную организацию территории, предусматривающую различные противоэрозийные мероприятия в сочетании с правильным размещением севооборотов, защитных лесонасаждений и гидротехнических сооружений; 2) введение почвозащитных полевых и лугопастбищных севооборотов, включающих многолетние травы, запятые пары, сокращение площади пропашных культур, черных паров и др.; 3) прекращение рядового посева и культивации паров ВДОЛЬ склона; 4) создание на крутых склонах полос-буферов из многолетних трав; 5) укрепление, облесение оврагов, песков, сильно эродированных склонов, создание лесозащитных насаждений и лесов хозяйственного назначения; 6) залужение и закрепление ложбин, крутых склонов, заравнивание промоин; 7) регулирование пастьбы скота в балках, на крутых склонах, на песчаных и супесчаных почвах; 8) защиту дорог от размыва.
Зональные мероприятия довольно разнообразны и включают в себя агротехнические, лесомелиоративные, гидротехнические и организационно-хозяйственные меры защиты земель. Группа агротехнических мероприятий предусматривает следующее: 1) вспашку, культивацию и посев растений поперек склона, что дает эффект уже в год применения; 2) углубление пахотного слоя, что обеспечивает лучшее впитывание влаги и уменьшение поверхностного стока; 3) безотвальную обработку почвы по стерне по методу академика Т. С. Мальцева; 4) глубокое полосное рыхление почвы; 5) кротование, т.е. прокладку в почве на глубине 40-50 см с помощью специального («кротового») плуга горизонтальных дрен для стока излишней воды при выпадении осадков; 6) щелевание, т. е. устройство в почве узких и глубоких щелей для увеличения просачивания воды при выпадении осадков и уменьшения поверхностного стока; 7) частичную и полосную обработку песчаных и супесчаных почв, при которой возделываемая полоса должна иметь ширину от 1 до 100 м и располагаться перпендикулярно направлению господствующего ветра, а межполосные, необработанные участки должны иметь ширину, равную ширине обработанных полос или больше ее.
Лесомелиоративные меры заключаются в создании полезащитных лесных полос применительно к конкретным условиям.
Гидротехнические мероприятия применяются для предотвращения образования оврагов, подмыва и разрушения берегов, для уменьшения воздействия на прилегающие к рекам территории катастрофических паводков. Гидротехнические работы значительно уменьшают риск оползней и селевых потоков. Предусматривается создание каналов и валов для стока воды в сочетании с работами по облесению территории, подвергшейся эрозии, вокруг гидротехнических сооружений. При возделывании склонов в горных условиях в селеопасных районах возводятся более сложные преграды, каскады, акведуки и т. д.
Организационно-хозяйственные мероприятия состоят в разработке почвенно-эрозионного плана, на основе которого проводится защита территорий от эрозии.
Применение комплекса перечисленных мероприятий снижает риск возникновения катастрофических процессов разрушения почв, уменьшает ущерб, приносимый эрозией, способствует ее прекращению и восстановлению плодородия почвы.
Ресурсы полезных ископаемых в недрах
Под недрами понимают верхнюю часть земной коры, в пределах которой осуществляется добыча полезных ископаемых.
Полезные ископаемые -- горная порода, непосредственно используемая в народном хозяйстве, и природные минеральные образования, из которых могут быть извлечены минералы, ценные для различных отраслей.
Природными ресурсами для основных видов продукции горных предприятий служат полезные ископаемые, которые делятся на металлические, неметаллические и горючие.
Классификация полезных ископаемых:
топливно-энергетические -- нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды и т. д.;
рудные ресурсы -- железная и марганцевая руда, бокситы, хромиты, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов и т. д.;
природные строительные материалы и нерудные полезные ископаемые -- известняк, доломит, глины, песок, мрамор, гранит, яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмазы и т. д.;
горно-химическое сырье -- апатиты, фосфориты, поваренная, калийная соль, сера, барит, бром- и йодсодержащие растворы и т. д.;
гидроминеральные ресурсы -- подземные пресные и минерализованные воды;
минеральные ресурсы океана -- рудоносные жилы, пласты континентального шельфа и железомарганцевые конкреции на глубинах 3--6 км (по оценке, около 70% минеральных ресурсов находится под водой Мирового океана);
минеральные ресурсы морской воды -- железо, свинец, уран, золото, натрий, хлор, бром, магний, поваренная соль, марганец.
Согласно Конституции РФ недра являются государственной собственностью и предоставляются в пользование организациям в целях геологического изучения, добычи полезных ископаемых, строительства подземных сооружений различного назначения специальным разрешением в виде лицензии и оформляются на основании акта, удостоверяющего горный отвод и определяющего размеры выделенного участка недр.
Потребителями полезных ископаемых являются железорудная промышленность, цветная металлургия, угольная промышленность, промышленность горно-химического сырья и строительных материалов.
Продукция рудников и карьеров -- природное минеральное сырье, называемое рудой. Руда -- горная порода, содержащая металлы и их соединения или неметаллические минералы (асбест, барит, сера, алмазы, слюда и т. д.) в количестве и виде, пригодном для их извлечения при современном состоянии техники.
Продукция угольных шахт -- уголь, который по химическим и технологическим свойствам подразделяется на бурый, антрацит, каменный, горючие сланцы. Каменные угли делятся на десять классов -- марок.
Основная продукция горных предприятий промышленности нерудных материалов: щебень, гравий, песок, песчано-гравийная смесь, бутовый камень.
В настоящее время большинство добываемых полезных ископаемых в своем природном виде не соответствует требованиям потребителей в отношении качества. Продукция горных предприятий соответствующего качества и в достаточном количестве получается после обогащения.
В стране ведутся государственные кадастры природных ресурсов как определенный свод данных: земельный, месторождений полезных ископаемых, лесной, животного мира, водный. Эти систематизированные данные формируются в виде банка данных на ЭВМ. Они функционируют в диалоговом режиме.
Государственный кадастр месторождений полезных ископаемых включает характеристики всех месторождений: количество и качество их запасов, содержащихся компонентов, горнотехнические и гидрогеологические сведения, геологические и экономические показатели.
Основные положения охраны недр
Основы законодательства РФ о недрах устанавливают собственность государства на недра, определяют главные требования к охране недр и рациональному их использованию.
Предъявляются следующие требования к охране недр.
1. Полное и комплексное геологическое изучение недр.
2. Соблюдение установленного порядка предоставления в пользование недр, исключая самовольное.
3. Полное извлечение из недр и рациональное использование запасов основных и совместно залегающих полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов.
4. Исключение вредного влияния связанных с пользованием недр на сохранность запасов полезных ископаемых.
5. Охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других неблагоприятных воздействий, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений или осложняющих их разработку.
6. Запрещение необоснованной и самовольной застройки площадей залегания полезных ископаемых и соблюдение установленного порядка использования этих площадей для других целей.
7. Исключение вредного влияния связанных с пользованием недр работ на сохранность эксплуатируемых и находящихся на консервации горных выработок, буровых скважин и подземных сооружений.
8. Запрещение загрязнения недр при подземном хранении нефти, газа и иных веществ, захоронении вредных веществ и отходов производства, а также при сбросе сточных вод.
До начала строительства горного предприятия местные органы управления на основании лицензии оформляют специальным актом горный отвод -- выделенный участок недр для разрешенной разработки месторождения, который регистрируется в органах Государственного комитета но надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору.
Рациональное использование полезных ископаемых заключается в том, что в конкретном месторождении извлекаются без потерь и ухудшения качества все имеющиеся без исключения составные части полезного ископаемого для нужд народного хозяйства.
В практике ведения горных работ имеют место количественные потери полезных ископаемых, характеризующиеся их неполным извлечением из недр и потерями при переработке. Например, при добыче и переработке уголь остается в виде слоя по почве и кровле пластов, в целиках, при зачистке откосов и площадок угольных уступов, при взрывных работах, а также в транспортных средствах. Эти потери определяются особенностями технологических процессов. В настоящее время они составляют на открытых разработках 3--8%, а при подземной добыче угля -- 20--45%, в цветной металлургии -- 15--25%. Поэтому в статистической отчетности ведется учет нормативных и фактических потерь по всем отработанным выемочным единицам.
В процессе осуществления технологических процессов происходит ухудшение качества полезных ископаемых из-за попадания пустой порода (разубоживание) и дополнительного увлажнения.
Управление качеством в горнодобывающих отраслях представляет собой совокупность мероприятий, методов и средств, которые направлены на установление и обеспечение поддержания необходимого уровня качества добываемого и отгружаемого полезного ископаемого. Оно осуществляется на межотраслевом и отраслевом уровнях, в объединениях и на предприятиях и включает ГОСТы, ОСТы и стандарты предприятий по всем технологическим процессам добычи, транспортирования и выпуска готовой продукции, где возможно изменение качества.
Например, отраслевая комплексная система управления качеством угля ОКСУКП-уголь для шахт имеет стандарты на: очистные и подготовительные работы, подземный транспорт, ремонт горных выработок, контроль качества поступающего с участка угля, ремонт горно-шахтного оборудования. Цель такой системы -- не допускать ухудшения качества природного угля.
Страницы: 1, 2
