Центр независимой экспертизы состояния зелёных насаждений
НовостиЗащита растений - новости
Витус форум Защита растений - форум
Вредители и болезни деревьев и кустарниковВредители и болезни деревьев и кустарников
Насекомые вредителиНасекомые вредители
Ускорители ростаУскорители роста и средства защиты растений
Народные средства защиты растенийНародные средства защиты растений
Подготовка растений к зимеПодготовка растений к зиме
Виды газоновВсё о газонах и газонных травах, семена трав
Семена декоративных растенийСемена декоративных растений
Лекарственные растенияЛекарственные растения
Ядовитые растенияЯдовитые растения
Лечение ракаЛечение онкологии травами
Лечение ракаЛечение травами
фотографии благоустройстваБлагоустройство
готовые проектыГотовые проекты
клумбы и цветникиКлумбы, цветники
живая изгородь, шпалерыЖивая изгородь, шпалеры
парковое искуство - замки, монастыри, усадьбыПарковое искуство - замки, монастыри, усадьбы
Розы ПодмосковьяРозы
Агротехника розАгротехника роз
клематисыКлематисы
садовая мебельСадовая мебель
кованые изделияКованные изделия
Рекультивация земельРекультивация земель
Методы рекультивацииМетоды рекультивации
Шламовые амбарыШламовые амбары
Загрязнение почвыЗагрязнение почвы
О порядке консервации земельО порядке консервации земель
Известкование почвыИзвесткование почвы
Минеральные удобренияМинеральные удобрения
Органические удобренияОрганические удобрения
МелиорацияМелиорация
Ирригация и орошениеИрригация и орошение
ГидропоникаГидропоника
сидератыСидераты
ПочвыПочвы
БолотаБолота
Озеро БайкалОзеро Байкал
всё о пчёлахвсё о пчёлах
сад и огородСад и огород
овощиОвощи
календарь садоводаКалендарь садовода
календарь огородникаКалендарь огородника
календарь рыбоводаКалендарь рыбовода
грибыГрибы
экологические новостиЭкологические новости
архив новостейАрхив новостей
обмен ссылкамиОбмен ссылками
каталог сайтовКаталог сайтов
карта сайтаКарта сайта

Витус форумПоиск по сайту
Витус - производитель семян трав

прайс лист семена газонных травландшафтный дизайн и проектированиеассортимент папоротников, многолетних и однолетних цветов декоративные кустарникидекоративные деревья

Поиск информации по сайту. Поиск лекарственных трав по названию болезни

Лесная рекультивация шламовых амбаров

Решаемая проблема

      Общеизвестно, что практически все леса Земли в той или иной мере подвержены воздействию антропогенеза. В результате этого они деградируют. Деградация лесов проявляется в снижении лесистости территории, падении комплексной продуктивности, смене коренной растительности на производную, снижении доли высокопроизводительных и увеличении доли низкопроизводительных насаждений и т.д. На территории ХМАО-Югра основным техногенным фактором, разрушающим леса, является нефтегазодобыча. Естественные демутационные процессы лесных экосистем, трансформированные под воздействием нефтегазодобычи, либо растягиваются на 150-200 лет, во всяком случае, на многие десятки лет, либо без специальных рекультивационных мероприятий не пойдут вовсе.

      Виды, глубина и масштабы трансформации лесных экосистем в результате нефтегазодобычи существенно варьируют в зависимости от целого ряда факторов. Последнее вызывает необходимость тщательного изучения влияния каждого из факторов нефтегазодобычи на скорость демутационных процессов в зависимости от степени воздействия и лесорастительных условий.

      Многообразие нарушенных нефтегазодобычей земель классифицируется на площадные, линейные и точечные, а также по пространственному и временному масштабам воздействия.

      Наиболее действенным средством минимизации наносимого нефтегазодобычей ущерба является рекультивация. В современной трактовке под рекультивацией нарушенных техногенезом земель следует понимать «восстановление ландшафта, мезо- и микрорельефа, структуры и плодородия почв, гидрологического режима участка, а также воспроизводство естественным, искусственным или комбинированным методами лесных и травяных фитоценозов посредством проведения комплекса инженерных (технических), агротехнических и лесоводственно-биологических мероприятий».

      Научная литература по рекультивации нарушенных в результате нефтегазодобычи земель довольно обширна. Наиболее изученными являются вопросы рекультивации земель нарушенных в результате нефтяного загрязнения. В частности, к настоящему времени не только установлены показатели допустимых концентраций нефти после проведения рекультивационных работ, но и предложено несколько способов рекультивации, учитывающих степень загрязнения и лесорастительные условия. Однако до настоящего времени нет единого мнения по проведению рекультивации шламовых амбаров, кустовых оснований, выработанных песчаных карьеров и подштабельных оснований гидронамывных карьеров. Данные об эффективности рекультивации точечных и площадных объектов в научной литературе разрознены, а производственный опыт не обобщен. Последнее обстоятельство определило направление выполненных исследований.

Природно-климатические условия района исследований

      Юганский лесхоз, на территории которого был выполнен основной объем экспериментальных работ, расположен в юго-восточной части Сургутского района ХМАО-Югра. Согласно комплексному районированию лесов Тюменской области территория лесхоза относится к Западно-Сибирской равнинной лесорастительной стране, а в пределах последней к Пуровско-Среднеобскому лесорастительному району сосновых зелеомошно-кустарничково-лишайниковых приречных и заболоченных лесов и междуречий подзоны северотаежных лесов лесной зоны Надымско-Пуровской лесорастительной провинции (правобережная часть) и к Салым-Юганскому району приречных темнохвойно-кедрово-сосново-березовых лесов Обь-Иртышской лесорастительной провинции подзоны среднетаежных лесов (левобережная часть).

      Территория района исследований находится на Западно-Сибирской равнине, в центральной части Среднеобской низменности, которая на правобережье широтного отрезка Оби имеет собственное название - Сургутская низина. Эта низина представляет собой плоскую, слабо наклоненную в сторону Оби, равнину. Большая ее часть имеет уклоны не более 0,5-1,00 и лежит в пределах абсолютных отметок 50-100 м.

      Наиболее широко в районе исследований распространены болотные почвы. По обилию болот и озер Сургутская низина получила название Сургутского Полесья. Лесные почвы представлены подзолистыми и таежно-поверхностно-глеевыми почвами.

      Климат района проведения исследований континентальный с продолжительной холодной зимой и коротким жарким летом. Средняя температура составляет - 3,1°С, среднегодовое количество осадков - 509 мм, продолжительность вегетационного периода - 115-120 дней.

      На долю покрытых лесной растительностью земель приходится 57,7% общей площади Юганского лесхоза. Нелесные земли представлены, прежде всего, болотами (36,7%) и водами (4,1%). В районе проведения исследований из хвойных пород абсолютно доминирует сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), насаждения с преобладанием которой в составе древостоев занимают 736,2 тыс. га. На долю кедровников (насаждения сосны кедровой сибирской (P. sibirica Du Tour.) приходится 392,7 тыс. га или 30,7% хвойных насаждений. 768,8 тыс. га занято лиственными породами. На долю насаждений I-III классов бонитета приходится 29,8%; IV-V - 54% и Va -Vб классов бонитета -16,2% покрытой лесной растительностью площади.

      Высокополнотные насаждения (1,0-0,8) занимают 16,6%, среднеполнотные (0,7-0,5) - 67,8%, низкополнотные (0,4-0,3) - 15,6% покрытой лесной растительностью площади.

      В лесном фонде доминируют насаждения мшистого (38,4%) и кустарничково-сфагнового (14,2%) типов леса. Жесткие климатические условия обуславливают специфику процессов естественной рекультивации нарушенных земель и вызывают необходимость разработки системы рекультивационных мероприятий, учитывающих специфику региональных особенностей.

Характеристика экспериментальных объектов

      Передаваемые во временное пользование участки лесного фонда, предназначенные для размещения шламовых амбаров, кустовых площадок, сухоройных и гидронамывных карьеров, подлежат после окончания использования обязательной рекультивации. Шламовые амбары - это искусственные котлованы, предназначенные для сброса отходов бурения. Амбары занимают площадь до 2500 м2 при одной буровой установке и имеют объем от 1000 до 5000 м3 в зависимости от количества скважин на кусте, глубины и продолжительности бурения. Отходы бурения, поступающие в шламовые амбары, представляют собой многокомпонентную смесь, основу которой составляют буровые растворы и буровой шлам. В каждом амбаре складируется около 500 м3 отходов бурения, представляющих собой смесь из 45,1% воды, 51,4% твердой фазы и 3,5% органики. Считается, что в целом отходы относятся к IV классу токсичности.

      Воздействие содержимого шламовых амбаров на природную среду происходит в результате фильтрации и распространения с грунтовыми водами или с поверхностным стоком из-за разрушения обваловки амбара.

      Несмотря на то, что после завершения работ по бурению шламовые амбары подлежат рекультивации, данная работа проводится несвоевременно и в настоящее время число подлежащих рекультивации шламовых амбаров на территории ХМАО-Югра исчисляется тысячами, а содержащаяся в них масса шлама – сотнями миллионов тонн.

      Неотъемлемой частью нефтегазодобычи являются кустовые площадки или кустовые основания площадью по 2-3 га. Кустовые площадки предназначены для размещения бурового оборудования, шламовых амбаров, установок по добыче нефти и т.д. При размещении на суходолах кустовые основания представляют собой выровненные бульдозером участки, лишенные древесно-кустарниковой и другой растительности. При размещении кустовых площадок на избыточно увлажненных землях они представляют собой острова песка, возвышающиеся на 1,5-2 м над окружающей поверхностью.

      Для отсыпки дорог, кустовых оснований и т.п. требуется большое количество песка, который добывается в сухоройных и гидронамывных карьерах. Сухоройный карьер после выработки представляет собой котлован с неровной поверхностью и наличием неглубокого водоема, образовавшегося на месте вынутого песка в результате подтопления карьера грунтовыми водами.

      Гидронамывной карьер включает в себя водоем, со дна которого изымается песок, и площадку, на которую этот песок складируется. Углубленный водоем не оказывает отрицательного влияния на природную среду, а напротив может служить зимовальой ямой для рыбы.

      Подштабельная площадка после уборки песка несколько возвышается над окружающим заболоченным участком и характеризуется специфическими почвенно-гидрологическими условиями.

Рекультивация шламовых амбаров

      До последнего времени рекультивация шламовых амбаров производилась путем засыпки их грунтом. Однако данный способ рекультивации не решает вопроса их ликвидации как источника загрязнения окружающей среды. Засыпка амбаров грунтом не препятствует миграции растворов с грунтовыми водами, не устраняет утечек раствора с поверхностными водами в случае разрушения обваловки, не связывает и не ускоряет процесс разложения химических элементов и не снижает, тем самым их токсичности. Напротив, засыпка прерывает характерные для поверхности открытых шламовых амбаров процессы биохимического разложения и окисления загрязнителей. Кроме того, для засыпки требуется огромная масса песка, что взывает необходимость отчуждения площадей под карьеры.

      Обследование рекультивированных таким способом шламовых амбаров показало, что через 3-5 лет содержавшиеся в них нефть и нефтепродукты выдавливаются на поверхность, а процессы естественного восстановления древесно-кустарниковой растительности практически не развиваются из-за бедности субстрата.

      В качестве альтернативы способу рекультивации шламовых амбаров путем засыпки их грунтом группа авторов во главе с В. Н. Седых предложила для условий подзоны средней тайги способ лесной рекультивации, заключающийся в посадке по обваловке амбара ивы и по урезу воды - рогоза. Основной эффект от «лесной рекультивации» ожидался за счет испарения воды из шламового амбара ивой и тем самым созданием условий для саморекультивации. Помимо ивы осушению амбара и разложению буровых отходов до безопасной для природной среды концентрации должны способствовать культуры рогоза.

      Обследование 52 рекультивированных таким способом от 1 до 12 лет назад шламовых амбаров показало, что при содержании загрязняющих веществ ниже ПДК уже через 6-10 лет на месте шламового амбара формируется насаждение из ивы, сосны и березы с заросшим рогозом, вейником и осокой водоемом посередине.

      Лесная рекультивация шламовых амбаров с содержанием токсических веществ выше ПДК не эффективна, поскольку рогоз и ива погибают в первые годы после посадки.

      В процессе исследований разработан и предлоен производству комбинированный способ рекультивации шламовых амбаров. Последний заключается в детоксикации содержимого амбаров, если оно превышает ПДК, на специальной установке типа УТ-1С с последующим проведением лесной рекультивации.

      Обязательными условиями комбинированного способа лесной рекультивации являются создание торфо-песчаного покрытия по обваловке и откосом шламового амбара, а также мониторинг за состоянием рекультивированных амбаров с целью недопущения их повторного использования.

      Применение комбинированного способа рекультивации шламовых амбаров позволяет обеспечить их реальную рекультивацию при значительном сокращении расходов за счет исключения добычи и подвозки песка, а также максимального использования потенциальных возможностей естественной рекультивации.

Рекультивация кустовых площадок

      Известно, что на кустовые основания приходится около 1/4 площади земель изымаемых для целей нефтегазодобычи. При этом по продолжительности использования их можно разделить на разведочные и эксплуатационные.

      Кустовые основания разведочных скважин в условиях сосняка лишайникового довольно успешно рекультивируются естественным путем (табл. 1).

      Сложность рекультивации кустовых оснований на избыточно увлажненных почвах объясняется сильной обводненностью. Надземная фитомасса ЖНП через 6 лет после прекращения буровых работ и консервации скважин в 6,8-13,1 раза меньше таковой на контроле.

      Опыт рекультивации кустовых оснований путем посадки в 1993 г. лесных культур показал, что в условиях сосняка лишайникового лучшей сохранностью характеризуются культуры из березы повислой (табл. 2). Однако даже эта древесная порода не создает плотного насаждения, а сохраняется лишь по окраинам кустовой площадки.

      Таблица 1. Параметры возобновления через 6 лет после проведения разведочного бурения.

Параметр Сосняк сфагновый Сосняк лишайниковый
Кустовое
основание
Контроль Кустовое
основание
Контроль
1 2 3 4 5
Сосна
Густота, шт./га 249 2250 1749 1667
в т.ч. в возрасте, лет        
1 - 2 83 1333 1251 583
3 - 5 166 500 498 167
6 - 10 - 333 - 334
11 - 15 - 84 - 83
Высота, м        
до 0,5 249 1916 1749 917
0,6 – 1,5 - 250 - 667
выше 1,5 - 84 - 83
Доля жизнеспособного подроста, % 67 56 86 65
Встречаемость, % 7 47 56 50
Кедр
Густота, шт./га 417 166 - 83
в т.ч. в возрасте, лет   - -  
1 - 2 417 - - -
3 - 5 - - - -
6 - 10 - 166-   83
Высота, м - - - -
до 0,5 417 - - -
0,6 – 1,5 - 166 - 83
выше 1,5 - - - -
Доля жизнеспособного подроста, % 20 100 - 100
Встречаемость, % 3 20 - 3
Осина
Густота, шт./га - - 250 -
в т.ч. в возрасте, лет - -   -
1 - 2 - - 167 -
3 - 5 - - 83 -
Доля жизнеспособного подроста, % - - 33 -
Встречаемость, % - - 10 -
Высота, м - - - -
до 0,5 - - 83 -
0,6 – 1,5 - - 167 -

      Таблица 2. Показатели лесных культур, созданных на кустовом основании в 1993 г.

Древесная порода В 1996 г. В 2006 г.
Сохранность, % Средние Сохранность, % Средние
высота, м диаметр*, см высота,
м
диаметр*,
см
Сосна
обыкновенная
35 0,4±0,11 1,6±0,15 21 2,7±0,15 1,9±0,24
Кедр
сибирский
47 0,3±0,10 1,3±0,12 16 0,9±0,22 2,8*±0,29
Береза
повислая
83 0,9±0,17 1,8±0,14 45 2,7±0,18 2,5±0,17
      *средний диаметр всех пород в 1996 г. и кедра сибирского в 2006 г. определен у шейки корня

      Помимо лесных культур из основных лесообразующих пород нами проанализированы лесные культуры из ивы. Культуры создавались по трем технологическим схемам: первая заключалась в посадке ивы кольями вертикально, вторая - в посадке побегов ивы горизонтально по методу шелюгования и третья – в посадке ивы кольями вертикально с предварительным покрытием рекультивируемого участка 10-сантиметровым слоем торфо-песчаной смеси.

      Анализ обследования 35 кустовых оснований показал несомненное преимущество рекультивации по третьей технологической схеме (табл. 3).

      Таблица 3. Показатели лесных культур ивы, созданных 5-7 лет назад на кустовых основаниях по разным технологическим схемам.


схемы
Сохранность,
%
Средняя
высота, м
Средний прирост
побегов ивы, см
Густота самосева
сосны, шт. /га
1 69 2,2±0,17 39,4±3,21 83
2 65 1,9±0,29 35,5±2,11 250
3 87 2,8±0,24 49,1±4,01 1250

      В то же время создание лесных культур из ивы следует рассматривать только как первую стадию формирования коренных древостоев.

      Рекультивация кустовых оснований должна проводиться поэтапно и планироваться еще на этапе формирования кустового основания.

Лесная рекультивация сухоройных и гидронамывных карьеров

      В связи с низкой трофностью субстратов оснований выработанных сухоройных карьеров, а также подштабельных оснований гидронамывных карьеров, процессы их естественной рекультивации растягиваются на многие годы (табл. 4).

      Таблица 4. Фитомасса живого напочвенного покрова на выработанном 6 лет
назад песчаном карьере, кг/га / %
.

Вид растения Контроль Карьер через 6 лет
после выработки
Брусника 457,2 12,3
Vaccinium vitis-idaea L. 7,3 17,0
Толокнянка обыковенная 147,3 7,4
Arctostaphylos uva-ursi(L.) Spreng. 2,3 10,2
Вейник тростниковый 5,6 17,6
Calamagrostis arundinacea (L.) Roth 0,1 24,3
Водяника черная 24,5 -
Empetrum nigrum L. 0,4 -
Голубика 17,8 -
Vaccinium uliginosum L. 0,3 -
Лишайники 5544,0 -
Cladina 88,4 -
Мхи 7,3 4,7
Иван-чай узколистный - 18,3
Chamaenerion anqustifolium (L.)Scop. - 25,2
Багульник болотный 56,8 6,3
Ledum alustre L. 0,9 8,7
Пушица влагалищная - 0,7
Eriophorum vaginatum L. - 0,9
Мать-мачеха обыкновенная - 5,2
Tussilago farfara L. - 2,2
Черника 14,0 -
Vaccinium myrtillus L. 0,2 -
Общая фитомасса 6274,5 72,5

      Помимо низкой трофности субстрата важной причиной, препятствующей зарастанию выработанных карьеров, является переметание песка, поэтому процессы появления и формирования древесной растительности начинаются только после закрепления песка ЖНП.

      Создание обычных лесных культур на территории выработанных сухоройных и подштабельных основаниях гидронамывных карьеров неперспективно по вышеуказанной причине. Для успешного формирования естественных и искусственных молодняков на выработанных сухоройных и гидронамывных карьерах требуется предварительное создание на их территории полос из торфо-песчаной смеси толщиной 10 см, занимающих не менее 50% общей рекультивируемой площади. В пользу предложенного варианта свидетельствуют данные обследования опытных лесных культур сосны обыкновенной (табл. 5).

      Таблица 5. Таксационные показатели 6-летних культур сосны обыкновенной
на выработанном песчаном карьере.

Показатель Условия создания лесных культур
Вырубка Выработанный карьер
без внесения
торфа
с внесением
торфа
Сохранность, % 86 34 95
Средняя высота, м 150,3 ± 4,2 53,7 ± 11,3 152,7 ± 5,3
Средний диаметр, см 1,5 ± 0,29 - 1,7 ± 0,22
Прирост центрального побега по годам, см:
2003 г. 26,4 ± 2,5 6,2 ± 2,1 23,5 ± 2,7
2004 г. 25,5 ± 2,3 5,4 ± 2,8 25,3 ± 1,3
2005 г. 29,7 ± 2,6 8,2 ± 1,7 31,6 ± 2,8
2006 г. 32,7 ± 2,4 12,4 ± 2,3 35,9 ± 2,5

      В наиболее затопленных участках карьерных выемок желательно создавать противопожарные водоемы, обсадив их предварительно по периметру ивой и подготовив площадку для остановки пожарной техники.

Общие выводы и рекомендации производству

  1. На территории ХМАО-Югра основным техногенным фактором, разрушающим леса, является нефтегазодобыча. Абсолютное большинство нарушенных нефтегазодобычей лесных экосистем нуждается в адекватных мерах по обеспечению демутационных процессов в расчете на формирование лесов будущего.
  2. Виды, глубина и масштабы трансформации лесных экосистем в результате нефтегазодобычи существенно варьируются в зависимости от целого ряда факторов. Последнее вызывает необходимость тщательного изучения влияния каждого из факторов нефтегазодобычи и скорости демутационных процессов в зависимости от степени воздействия и лесорастительных условий.
  3. Основным способом минимизации наносимого нефтегазодобычей лесным экосистемам ущерба является рекультивация. Последняя наиболее изучена в отношении нефтяных загрязнений, для которых не только установлены показатели допустимых концентраций нефти после проведения рекультивационных работ, но и предложено несколько вариантов (способов) рекультивации, учитывающих степень загрязнения и лесорастительные условия.
  4. До настоящего времени нет единого мнения по проведению рекультивации шламовых амбаров, кустовых оснований, выработанных сухоройных и гидронамывных карьеров. Сведения об эффективности рекультивации данных объектов в научных работах противоречивы, а производственный опыт не обобщен.
  5. Жесткие климатические условия района исследований обуславливают специфику процессов естественной рекультивации нарушенных земель и вызывают необходимость разработки системы рекультивационных мероприятий, учитывающих специфику региональных особенностей.
  6. Применяемый способ рекультивации шламовых амбаров путем засыпки их грунтом не решает задач рекультивации, поскольку сохраняется опасность загрязнения окружающей среды продуктами бурения.
  7. Разработанный под руководством В. Н. Седых для условий подзоны средней тайги способ лесной рекультивации дает положительный результат, если содержание загрязняющих веществ в амбаре ниже ПДК. При содержании токсикантов, превышающем ПДК, ива и рогоз погибают в первые годы после посадки.
  8. Для подзон северной и средней тайги предлагается комбинированный способ рекультивации шламовых амбаров, включающий детоксикацию содержимого амбаров на специальной установке УТ-1С, с последующим созданием торфо-песчаного покрытия обваловки и откосов амбара, посадкой ивы и рогоза, а также мониторингом за состоянием рекультивированного амбара с целью недопущения его повторного использования.
  9. Комбинированный способ позволяет обеспечить реальную рекультивацию шламовых амбаров при значительном сокращении расходов за счет исключения добычи и подвоза песка, а также максимального использования потенциальных возможностей естественной рекультивации.
  10. Сложность естественной рекультивации кустовых оснований объясняется низкой трофностью, сильной уплотненностью и замазученностью субстрата, а также перемещением песка ветром.
  11. Положительный эффект рекультивации достигается только при покрытии рекультивируемой площади торфо-песчаной смесью толщиной не менее 10 см. Посадку ивы при этом следует рассматривать как первый этап рекультивационных работ, понимая под окончанием рекультивации формирование коренных насаждений.
  12. Помимо низкой трофности субстрата важной причиной, препятствующей зарастанию выработанных сухоройных карьеров и подштабельных оснований гидронамывных карьеров, является перемещение песка ветром, приводящее к гибели самосева древесных пород. По тем же причинам неперспективно создание обычных лесных культур на выработанных карьерах.
  13. Рекультивация выработанных карьеров должна начинаться с закрепления песка путем покрытия рекультивируемой поверхности полосами торфа толщиной 10 см. Полосы должны занимать не менее 50% площади карьера.
  14. В наиболее затопляемых частях сухоройных карьеров желательно создавать противопожарные водоемы, обсаживая их по периметру ивой и создавая площадки для остановки пожарной техники.

Рекомендуем также ознакомиться с нашими статьями связанными с рекультивацией нефтезагрязненных земель:"Оценка загрязнителей почвы - нефтешламовые амбары" Краснодарский край, "Утилизация опасных отходов бурения" г. Уфа, "Технология рекультивации нефтезагрязненных поверхностей неосушенных торфяных болот", "Шламовые амбары", "Очистка грунта, загрязненного нефтепродуктами" и "Лесная рекультивация шламовых амбаров" Ханты-Мансийский АО.


Уральский государственный лесотехнический университет
Автор: Решетников Виктор Гаврилович

Copyright © 1991-2021  "Центр независимой экспертизы состояния зелёных насаждений". Все права защищены. Наш e-mail - plantexpert@mail.ru