Хранение плодородного слоя почвы
Ищенко Е.П., Дмитриева Я.В.
ООО «СамараНИПИнефть»
ПАО «НК «Роснефть»
ООО «СамараНИПИнефть»
ПАО «НК «Роснефть»
В статье представлены результаты испытаний ультразвукового сканера на технологических и энергетических объектах. Выполнен сравнительный анализ результатов технической диагностики, полученных с ультразвукового, инфракрасного и ультрафиолетового сканера.
Значительная часть нового строительства объектов нефтедобывающего комплекса, а также сопряженные ремонтные работы связаны с нарушением плодородного слоя почвы (далее ПСП) и требуют проведения рекультивационных мероприятий. Каждый километр нефтепровода занимает 4 га, сопутствующие ему дороги еще 2 га [5]. В результате чего для подготовки территории к строительству снимается значительный объем ПСП.
ПСП, снимаемый при проведении земляных и иных работ, связанных с нарушением поверхности почвы, подлежит сохранению посредством складирования на специально оборудованных площадках и в дальнейшем используется для рекультивации нарушенных земель, улучшения малопродуктивных земель, озеленения территорий [10, 13, 17, 18].
Под рекультивацией земель понимаются мероприятия по предотвращению деградации земель или восстановлению их плодородия посредством приведения земель в состояние, пригодное для их применения в соответствии с целевым назначением и разрешенным использованием. В свою очередь, деградация земель — это ухудшение качества земель в результате негативного воздействия хозяйственной или иной деятельности, природных или антропогенных факторов [11, 12, 15]. Таким образом, разработка мероприятий по предотвращению деградации плодородного слоя почвы в процессе его хранения является неотъемлемой частью проведения рекультивационных работ.
Рекультивация нарушаемых земель проводится в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 10 июля 2018 г. № 800 «О проведении рекультивации и консервации земель» (далее Постановление). Так, согласно пункту 8 Постановления, хранение ПСП относится к «другим работам, создающим необходимые условия для предотвращения деградации земель, негативного воздействия нарушенных земель на окружающую среду, дальнейшего использования земель по целевому назначению и разрешенному использованию и (или) проведения биологических мероприятий».
Анализ нормативно-правовой базы показал, что требования, предъявляемые к условиям хранениям ПСП, имеют разобщенный, разрозненный характер (таб. 1).
ПСП, снимаемый при проведении земляных и иных работ, связанных с нарушением поверхности почвы, подлежит сохранению посредством складирования на специально оборудованных площадках и в дальнейшем используется для рекультивации нарушенных земель, улучшения малопродуктивных земель, озеленения территорий [10, 13, 17, 18].
Под рекультивацией земель понимаются мероприятия по предотвращению деградации земель или восстановлению их плодородия посредством приведения земель в состояние, пригодное для их применения в соответствии с целевым назначением и разрешенным использованием. В свою очередь, деградация земель — это ухудшение качества земель в результате негативного воздействия хозяйственной или иной деятельности, природных или антропогенных факторов [11, 12, 15]. Таким образом, разработка мероприятий по предотвращению деградации плодородного слоя почвы в процессе его хранения является неотъемлемой частью проведения рекультивационных работ.
Рекультивация нарушаемых земель проводится в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 10 июля 2018 г. № 800 «О проведении рекультивации и консервации земель» (далее Постановление). Так, согласно пункту 8 Постановления, хранение ПСП относится к «другим работам, создающим необходимые условия для предотвращения деградации земель, негативного воздействия нарушенных земель на окружающую среду, дальнейшего использования земель по целевому назначению и разрешенному использованию и (или) проведения биологических мероприятий».
Анализ нормативно-правовой базы показал, что требования, предъявляемые к условиям хранениям ПСП, имеют разобщенный, разрозненный характер (таб. 1).
Согласно ГОСТ 17.4.3.02-85, ПСП, не использованный сразу в ходе работ, должен быть сложен в бурты, соответствующие требованиям ГОСТ 17.5.3.04-83. Однако в ГОСТ 17.5.3.04-83 информация об условиях хранения ПСП и требованиях, предъявляемых к бурту, отсутствует [3].
Согласно ВСН 8-89, штабели плодородного грунта следует располагать на сухих местах за пределами зоны выполаживания откосов насыпи (выемки) раздельно в форме, удобной для последующей погрузки и транспортировки. Высота штабелей ПСП должна составлять не более 10 м, а угол неукрепленного откоса — не более 30 градусов. В свою очередь, согласно РД 39-133-94, длина бурта ПСП должна составлять до 80–100 м и высота до 3–4 м с углом откоса не более 25–30 градусов.
Согласно ГОСТ 17.4.3.02-85, плодородный слой почвы может храниться в буртах в течение 20 лет, а в соответствии с «Методическими указаниями по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности» — в течение 10 лет. Однако, согласно пункту 27 Постановления, мероприятия по рекультивации земель должны быть запланированы на срок не более 15 лет [15]. Таким образом, в рамках разработки проектов рекультивации необходима проработка мероприятий по предотвращению деградации ПСП на максимальный срок до 15 лет.
Согласно ВСН 8-89, штабели плодородного грунта следует располагать на сухих местах за пределами зоны выполаживания откосов насыпи (выемки) раздельно в форме, удобной для последующей погрузки и транспортировки. Высота штабелей ПСП должна составлять не более 10 м, а угол неукрепленного откоса — не более 30 градусов. В свою очередь, согласно РД 39-133-94, длина бурта ПСП должна составлять до 80–100 м и высота до 3–4 м с углом откоса не более 25–30 градусов.
Согласно ГОСТ 17.4.3.02-85, плодородный слой почвы может храниться в буртах в течение 20 лет, а в соответствии с «Методическими указаниями по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности» — в течение 10 лет. Однако, согласно пункту 27 Постановления, мероприятия по рекультивации земель должны быть запланированы на срок не более 15 лет [15]. Таким образом, в рамках разработки проектов рекультивации необходима проработка мероприятий по предотвращению деградации ПСП на максимальный срок до 15 лет.
По результатам исследования можно обобщить и выделить основные требования, предъявляемые к размещению и условиям хранения плодородного слоя почвы:
1
Под бурты должны быть отведены непригодные для сельского хозяйства участки или малопродуктивные угодья, на которых исключается подтопление, засоление и загрязнение промышленными отходами, твердыми предметами, камнем, щебнем, галькой, строительным мусором;
2
Форма и размер отвалов ПСП должна быть удобной для последующей погрузки и транспортировки, обеспечивать целостность конструкции;
3
Поверхность бурта и его откосы в случае хранения ПСП более двух лет должны быть засеяны многолетними травами в целях предупреждения развития ветровой и водной эрозии;
4
Для предохранения штабелей ПСП от размывания и выветривания необходимо использовать обвалование, уплотнение, укрытие.
Для оценки достаточности регламентированных мероприятий необходимо провести оценку воздействия условий окружающей среды на плодородный слой почвы, хранящийся в отвале.
В целях оценки воздействия на ПСП важно понимать, что в отвалах хранится не исходный, а техногенно преобразованный плодородный слой почвы, полученный в результате его снятия специализированной техникой (бульдозерами, экскаваторами, скреперами). В результате технического несовершенства применяемой современной техники, а также неравномерного распределения мощности плодородного слоя почвы на практике происходит смешивание плодородного слоя почвы и нижезалегающих менее плодородных слоев. Это приводит к уменьшению содержания гумуса посредством разбавления плодородной массы почвы менее плодородными слоями. Также при снятии и складировании ПСП усиливаются процессы аэрации и обогащения почвенной массы кислородом из воздуха, что приводит к интенсификации процесса минерализации органического вещества. В результате механического воздействия меняются структура и плотность сложения почвы, что в ряде случаев приводит к слитизации — уплотнению и разрушению исходной структуры почв, ведущей к образованию глыбистых горизонтов, отличающихся пластичностью во влажном состоянии и высокой твердостью и трещиноватостью в сухом [3, 7, 8].
На хранящийся в отвале плодородный слой почвы оказывают воздействие ветровая, водная эрозия, процессы испарения влаги под действием солнечной радиации [6, 7, 8].
Воздействие на отвал ПСП имеет неравномерный характер (рис. 1).
В целях оценки воздействия на ПСП важно понимать, что в отвалах хранится не исходный, а техногенно преобразованный плодородный слой почвы, полученный в результате его снятия специализированной техникой (бульдозерами, экскаваторами, скреперами). В результате технического несовершенства применяемой современной техники, а также неравномерного распределения мощности плодородного слоя почвы на практике происходит смешивание плодородного слоя почвы и нижезалегающих менее плодородных слоев. Это приводит к уменьшению содержания гумуса посредством разбавления плодородной массы почвы менее плодородными слоями. Также при снятии и складировании ПСП усиливаются процессы аэрации и обогащения почвенной массы кислородом из воздуха, что приводит к интенсификации процесса минерализации органического вещества. В результате механического воздействия меняются структура и плотность сложения почвы, что в ряде случаев приводит к слитизации — уплотнению и разрушению исходной структуры почв, ведущей к образованию глыбистых горизонтов, отличающихся пластичностью во влажном состоянии и высокой твердостью и трещиноватостью в сухом [3, 7, 8].
На хранящийся в отвале плодородный слой почвы оказывают воздействие ветровая, водная эрозия, процессы испарения влаги под действием солнечной радиации [6, 7, 8].
Воздействие на отвал ПСП имеет неравномерный характер (рис. 1).
Рис. 1. Схема распределения воздействия на отвал плодородного слоя почвы [7]
В теле отвала условно можно выделить 3 зоны, отличающиеся совокупностью происходящих в них процессов [1, 2, 4].
I зона — поверхностный слой, наиболее подверженный воздействию эрозии — выветриванию и вымыванию почвенных частиц, характеризующийся недостатком влаги и, как следствие, низкой биологической активностью;
II зона — средний слой, характеризующийся активностью происходящих в нем аэробных биологических процессов;
III зона — нижний слой отвала, характеризующийся недостатком кислорода в воздухе, повышенной влажностью, преобладанием анаэробных биологических процессов.
Основной причиной деградации плодородного слоя почвы во время его хранения является подверженность поверхностного слоя отвала (I зона) эрозионным процессам и иссушению. В результате чего данная характерная область расширяется. При этом данное воздействие может иметь кратковременный, но в то же время разрушительный характер. С учетом того, что регламентируемые мероприятия направлены на защиту плодородного слоя почвы в долгосрочной перспективе (посев трав на поверхности отвала при хранении более 2 лет), а нарастающей тенденцией сокращаются сроки строительства и увеличиваются случаи строительства в сложных природно-климатических условиях, появляется необходимость разработки мероприятий по сохранению ПСП при его содержании в отвале до 2 лет.
I зона — поверхностный слой, наиболее подверженный воздействию эрозии — выветриванию и вымыванию почвенных частиц, характеризующийся недостатком влаги и, как следствие, низкой биологической активностью;
II зона — средний слой, характеризующийся активностью происходящих в нем аэробных биологических процессов;
III зона — нижний слой отвала, характеризующийся недостатком кислорода в воздухе, повышенной влажностью, преобладанием анаэробных биологических процессов.
Основной причиной деградации плодородного слоя почвы во время его хранения является подверженность поверхностного слоя отвала (I зона) эрозионным процессам и иссушению. В результате чего данная характерная область расширяется. При этом данное воздействие может иметь кратковременный, но в то же время разрушительный характер. С учетом того, что регламентируемые мероприятия направлены на защиту плодородного слоя почвы в долгосрочной перспективе (посев трав на поверхности отвала при хранении более 2 лет), а нарастающей тенденцией сокращаются сроки строительства и увеличиваются случаи строительства в сложных природно-климатических условиях, появляется необходимость разработки мероприятий по сохранению ПСП при его содержании в отвале до 2 лет.
Мероприятия по предотвращению деградации ПСП при хранении в отвале
Организационные
- Сокращение продолжительности строительства.
- Строительство с разбивкой на элементарные участки.
- Обратное нанесение ПСП на малопродуктивные угодья без его хранения.
- Обратное нанесение ПСП на рекультивируемые участки без его хранения.
Технологические
- Озеленение.
- Строительство водоотводных канав.
- Использование укрывного материала.
- Использование обвалования
- Создание специально подготовленной площадки для размещения ПСП.
В настоящие время ООО «СамараНИПИнефть» ведет разработку технологии утилизации отходов бурения, продукт переработки которых может использоваться в качестве обваловки для защиты плодородного слоя почвы.
ИТОГИ
Проанализированы и систематизированы требования действующих нормативов, регламентов и стандартов по хранению плодородного слоя почвы. В работе даны выводы и предложен комплекс мероприятий по предотвращению деградации плодородного слоя почвы при его хранении в отвале.
ВЫВОДЫ
Охрана плодородного слоя почвы в связи с ускоряющимися темпами нового строительства во всех отраслях производства является одной из первоочередных задач.
Результаты оценки нормативно-правовой базы показали, что на данный момент регламентированные мероприятия по охране плодородного слоя почвы нуждаются в актуализации и консолидации в виде единого документа.
Требуется создание единой базы данных применяемых методов, материалов и технологических операций, с указанием их области применения, которые могут быть использованы при сжатых сроках строительства или в сложных природно-климатических условиях.
Результаты оценки нормативно-правовой базы показали, что на данный момент регламентированные мероприятия по охране плодородного слоя почвы нуждаются в актуализации и консолидации в виде единого документа.
Требуется создание единой базы данных применяемых методов, материалов и технологических операций, с указанием их области применения, которые могут быть использованы при сжатых сроках строительства или в сложных природно-климатических условиях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Александров Б.М., Андреева Т.Н. Проектирование мелиоративных и природоохранных работ. Екатеринбург: УГГУ, 2014. 89 с.
2. Богородская А.В., Трефилова О.В., Шишикин А.С. Процессы первичного почвообразования в техногенных экосистемах на отвалах Бородинского буроугольного месторождения (Восточная часть КАТЭК) // Вестник томского государственного университета. 2014. № 382. С. 214–220.
3. Кожевников Н.В. Заушинцена А.В. Проблема хранения плодородного слоя почвы в горнодобывающей отрасли промышленности // Вестник КемГУ. 2015.
№ 1. С. 10–14.
4. Комиссарова И.В, Мирошниченко Н.В., Человечкова А.В. Изменение морфологических свойств почв на участках с разной крутизной // Вестник Курганской ГСХА. 2018. № 2. С. 35–37.
5. Половников А.В. Рекультивация и мелиорация нарушенных земель. Пермь: Пермская ГСХА, 2016. 51 с.
6. Середина В.П., Алексеева Т.П., Сысоева Л.Н., Трунова Н.М, Бурмистрова Т.И. Исследование процессов формирования органического вещества в нарушенных при угледобыче почвах // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 1. С. 18–31.
7. Фаткулин Ф.А. Андроханов В.А. Изменение свойств плодородного слоя почвы, складируемого в целях рекультивации на угольных разрезах КАТЭКа // Экология и охрана почв засушливых территорий Казахстана. Алма-Ата. 1991. С. 216–217.
8. Яковлева Е.В. Степанова Л.П., Писарева А.В. Агроэкономическая оценка деградационных изменений плодородия пахотных серых лесных почв // Вестник ФГОУ ВПО Брянская ГСХА. 2016. № 4. С. 3–15.
9. ВСН 8-89 Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог.
10. ГОСТ 17.4.3.02-85. Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.
11. ГОСТ 17.5.1.01-83. Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения.
12. ГОСТ 17.5.3.04-83. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель.
13. ГОСТ 17.5.3.05-84. Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию.
14. Методические указания по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности. Пермь: ВНИИОСуголь, 1991.
15. Постановление Правительства РФ от 10.07.2018 г. № 800 «О проведении рекультивации и консервации земель».
16. РД 39-133-94 Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше.
17. СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги.
18. СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты.
2. Богородская А.В., Трефилова О.В., Шишикин А.С. Процессы первичного почвообразования в техногенных экосистемах на отвалах Бородинского буроугольного месторождения (Восточная часть КАТЭК) // Вестник томского государственного университета. 2014. № 382. С. 214–220.
3. Кожевников Н.В. Заушинцена А.В. Проблема хранения плодородного слоя почвы в горнодобывающей отрасли промышленности // Вестник КемГУ. 2015.
№ 1. С. 10–14.
4. Комиссарова И.В, Мирошниченко Н.В., Человечкова А.В. Изменение морфологических свойств почв на участках с разной крутизной // Вестник Курганской ГСХА. 2018. № 2. С. 35–37.
5. Половников А.В. Рекультивация и мелиорация нарушенных земель. Пермь: Пермская ГСХА, 2016. 51 с.
6. Середина В.П., Алексеева Т.П., Сысоева Л.Н., Трунова Н.М, Бурмистрова Т.И. Исследование процессов формирования органического вещества в нарушенных при угледобыче почвах // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 1. С. 18–31.
7. Фаткулин Ф.А. Андроханов В.А. Изменение свойств плодородного слоя почвы, складируемого в целях рекультивации на угольных разрезах КАТЭКа // Экология и охрана почв засушливых территорий Казахстана. Алма-Ата. 1991. С. 216–217.
8. Яковлева Е.В. Степанова Л.П., Писарева А.В. Агроэкономическая оценка деградационных изменений плодородия пахотных серых лесных почв // Вестник ФГОУ ВПО Брянская ГСХА. 2016. № 4. С. 3–15.
9. ВСН 8-89 Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог.
10. ГОСТ 17.4.3.02-85. Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.
11. ГОСТ 17.5.1.01-83. Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения.
12. ГОСТ 17.5.3.04-83. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель.
13. ГОСТ 17.5.3.05-84. Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию.
14. Методические указания по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности. Пермь: ВНИИОСуголь, 1991.
15. Постановление Правительства РФ от 10.07.2018 г. № 800 «О проведении рекультивации и консервации земель».
16. РД 39-133-94 Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше.
17. СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги.
18. СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты.
Ищенко Е.П., Дмитриева Я.В.
ООО «СамараНИПИнефть», Самара, Россия
ПАО «НК «Роснефть», Москва, Россия
IshchenkoEP@samnipi.rosneft.ru
ООО «СамараНИПИнефть», Самара, Россия
ПАО «НК «Роснефть», Москва, Россия
IshchenkoEP@samnipi.rosneft.ru
Материалы и методы
Ключевые слова
Для цитирования
Поступила в редакцию
УДК и DOI
Анализ и систематизация нормативной документации.
рекультивация, хранение плодородного слоя почвы
Ищенко Е.П., Дмитриева Я.В. Особенности хранения плодородного слоя почвы при проведении рекультивации // Экспозиция Нефть Газ. 2020. № 5. С. 80–83. DOI: 10.24411/2076-6785-2020-10105
01.09.2020
УДК 631.45
DOI:10.24411/2076-6785-2020-10105
DOI:10.24411/2076-6785-2020-10105
Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (8552) 92-38-33