Rekultivacija degradiranog zemljišta kod površinske eksploatacije

U Srbiji postoji veliki broj rudnika uglja, kamenoloma, gliništa i sličnih površina koje se nakon eksploatacije prepuštaju prirodnoj rekultivaciji – procesu koji teče  veoma sporo, meri se desetinama godina, dok na nekim lokacijama nije moguć. Pravilan pristup rekultivaciji  podrazumeva planski postupak, na osnovu baze podataka.

Marija Živanović, dipl. inž. pejzažne arhitekture

Novi materijali i tehnologije omogućavaju da se u mnogim oblastima građevinarstva ostvaruju značajna poboljšanja u domenu brže, sigurnije, efikasnije izgradnje, održavanja i sanacije građevinskih objekata, pre svega niskogradnje, iako neki materijali imaju široku primenu u sveri zaštite životne sredine i visokogradnje.
 

Mere pri rekultivaciji degradiranog zemljišta

Generalno posmatrano, u okviru rekultivacije degradiranih površina potrebno je primeniti tehničke, bio-tehničke i biološke mere.

Tehničke mere doprinose poboljšanju otpornih i deformabilanih karakteristika odlagališta, koje direktno utiču na povećanje erozione stabilnosti kosina.

Bio-tehničke mere, zajedno sa tehničkim merama, doprinose bržem postizanju i održavanju trajne stabilnosti odlagališta.

Biološke mere podrazumevaju primenu poljoprivrednih i šumskih melioracija, koje doprinose stabilnosti i održavanju rekultivisanih površina, ali su mnogo značajnije sa aspekta revitalizacije prostora i uspostavljanja prirodnih biocenoza. Značajnu ulogu u biološkim merama imaju hortikulturne vrste.

Pre formiranja odlagališta, prva faza tehničkih mera je stabilizacija podloge za buduće odlagalište i njeno planiranje, odvodnjavanje ili postavljanja sistema za odvodnjavanje. Nakon ove faze, nasipa se jalovina i fazno formira odlagalište.

Podloga, tj. zemljište na kome se formira odlagalište, može imati nepovoljne geomehaničke karakteristike. Za ojačanje podloge mogu se koristiti tkani geotekstili ili geomreže. Elementi za ojačavanje, koji su izrađeni od tekstila, otporniji su na oštećenja u odnosu na polimerne mreže sa čvrstim tačkama spoja. Geomreže imaju niži koeficijent rasteznosti od geotekstila, ne prilagođavaju se terenu i opterećenjima u istoj meri.

S obzirom da su odlagališta izložena dejstvu površinskih i podzemnih voda, neophodno je postaviti drenažne sisteme. Netkan geotekstil se može koristiti za oblaganje drenažnih cevi. U ovom slučaju, imaju važnu ulogu filtriranja vode, tako da sitne čestice tla ne mogu ulaziti u drenažu. Ispitivanja drenaža nakon dužeg vremena, pokazala su da se sa spoljne strane geotekstila stvorio tanki sloj (oko 2-3mm) sitnih čestica, koje su delimično prodrle i u zrnasti sloj do dubine približno 20mm. Upotrebom netkanog geotekstila može se primeniti drenaža bez drenažne cevi.

Fazno formiranje odlagališta podrazumeva nasipanje sloja jalovine određene debljine, čime se stvaraju uslovi za ravnomernu mešavinu geoloških slojeva. Po završenom nasipanju potrebno je površinu isplanirati i primeniti mere stabilizacije tla. Nakon konsolidacije ovog sloja jalovine, nasipaju se sledeći slojevi, dok se ne završi nasipanje odlagališta do projektovane kote. Za stabilizaciju tla, kao i u prethodnom slučaju, koriste se geomreže i geotekstili.

Sledeća mera je planiranje završnih horizontalnih i kosih površina odlagališta u funkciji postizanja maksimalne stabilnosti terena.

Planiranje je potrebno izvesti u nekoliko faza. Posle završenog planiranja, izvode se podzemni objekti, ako su planom predviđeni (sistem za navodnjavanje i/ili odvodnjavanje, infrastrukturni objekti, jame za sadnju i sl.), a moraju biti u funkciji stabilnosti terena.

Nakon primenjenih tehničkih mera slede bio-tehničke mere rekultivacije. Bio-tehničke mere podrazumevaju pravilan izbor i primenu vegetacije koja će, zajedno sa tehničkim merama, dovesti do trajne stabilnosti, kako u horizontalnom, tako i u vertikalnom pravcu. Na skoro horizontalnim lokacijama, po završetku tehničkih mera mogu se primeniti biološke mere rekultivacije odlagališta.

Biološke mere

Biološke mere primenjuju se u završnoj fazi rekultivacije. Biološka rekultivacija podrazumeva podizanje ratarskih, voćarskih kultura, pošumljavanje…

Sveže odloženi materijali, nakon tehničke rekultivacije, sležu se još jednu do dve godine i stvaraju mikrodepresije zbog čega redosled setve ratarskih i voćarskih kultura teče sledećim redom:

prva godina – strna žita
druga godina – grašak ili grahorica kao zelenišno đubrivo
treća godina – lucerka kao dugogodišnji usev.

Na deponovanim materijalima površinskih iskopa, moguća je rekultivacija niskim kulturama. Da bi se proces odvijao bržim tempom, neophodno je unositi velike količine organske i mineralne materije kako bi se nadoknadio nedostatak osnovnih hranljivih elemenata, naročito azota i fosfora. Pored setve kultura za zeleno đubrivo i lucerke, zemljištu se dodaju stajnjak i kreč.

Nakon ove faze, formiraju se plodoredi pšenice, kukuruza, ječma, uljane repice, soje i suncokreta.

Do sada su na rekultivisanim površinama najčešće podizani voćnjaci. Na Polju B, rudarskog basena Kolubara, podignut je eksperimentalni voćnjak sa 14 kultura (jabuka, kruška, dunja, šljiva, kajsija, višnja, breskva, leska, badem, orah, pitomi kesten, jagoda, kupina, malina) i vinova loza. Za veći broj ovih kultura, pokazalo se da se uspešno mogu gajiti.

Pojedino voće može se gajiti samo ukoliko su isključene pojave mikrodepresija, a na glinovitom tlu obezbeđeno navodnjavanje i odvodnjavanje. Na peskovitom supstratu Polja D, posađene su 4 sorte jabuka. Nakon dve godine uzgoja, ocenjeno je da je razvoj uspešan.

U našoj zemlji je praksa da se u početnim fazama otvaranja površinskih kopova formiraju takozvana spoljna odlagališta. Usled težnje da zauzmu što manje plodnog zemljišta, odlagališta se dižu na maksimalne visine, usled čega ih je tehnički nemoguće pretvoriti u površine pogodne za poljoprivrednu proizvodnju. Rekultivacija se u ovom slučaju vrši pošumljavanjem.

U prvim godinama rada, na degradiranim površinama iskopa uglja u Kolubari, podizane su čiste kulture lišćarskih i četinarskih vrsta, a kasnije se prešlo na mešovite kulture. Od lišćarskih vrsta korišćene su: javor, jasen, lipa, jova, bagrem i hrast. Od četinarskih vrsta upotrebljene su: crni, beli i vajmutov bor, ariš, smrča, duglazija. Bolji rezultati postignuti su četinarskim vrstama čiji prijem i prirast ne zaostaju u poređenju sa zasadima na normalnim šumskim zemljištima. Jova je na vlažnim delovima odlagališta imala bujan razvoj, dok su ostale vrste imale zadovoljavajuće rezultate. Preporučuje se da se prilikom biološke rekultivacije koriste autohtone vrste.

Sanacija glinokopa Tomašanci, predviđa da biološka rekultivacija prati radove na tehničkoj sanaciji. Delovi kopa koji uđu u završne kosine sukcesivno će se ozelenjavati, što omogućuje prirodan sled pojavljivanja autohtone vegetacije.

Ukoliko je tehnička rekultivacija adekvatno obavljena, površinski kopovi mogu se pretvoriti u šume, livade, pašnjake, voćnjake, povrtnjake, deponije otpada za period od 10 godina uz mogućnost rekultivacije i formiranja novih zelenih površina, rasadnike, nova groblja, vodene akumulacije.

Na deponovanim materijalima površinskih iskopa, moguća je rekultivacija niskim kulturama. Da bi se proces odvijao bržim tempom, neophodno je unositi velike količine organske i mineralne materije kako bi se nadoknadio nedostatak osnovnih hranljivih elemenata, naročito azota i fosfora.

Kontrola erozionih procesa

Nastanak erozionih procesa zavisi od stepena izvedenosti tehničkih mera i mogućnosti pojave neočekivanih ekcesivnih prirodnih ili antropogenih pojava. U pogledu erozione stabilnosti, odlagalište formirano sa primenom tehničkih mera, je heterogena, uslovno konsolidovana sredina osetljiva u pogledu nastanka i razvoja procesa kako unutrašnjih, tako i površinskih oblika erozije. Analizu erozione stabilnosti treba izvršiti uvažavajući: fizičko-mehaničke karakteristike prirodnog tla i odlagališta, pokazatelje filtraciono strujnog toka, verovatnoće pojave velikih voda, geometrije odlagališta, kao i drugih specifičnih pokazatelja koji mogu uticati na erozionu stabilnost.

Na odlagalištima postoje uslovi za nastanak površinskih i unutrašnjih oblika erozije. Neki od površinskih oblika erozije nastaju kao posledica postojanja unutrašnje erozije. Lokacije osetljive na nastanak površinskih oblika erozije su kosine i depresije, nastale kao posledica unutrašnjih erozionih procesa.

Nastanak površinskih oblika erozije na kosinama prouzrokuje voda, koja na kosinu dospeva: kao atmosferski talog, isticanjem podzemne vode na kosini, od navodnjavanja, ili njihovog istovremenog delovanja. Voda na kosinama može da prouzrokuje spiranje čestica zemljišta, plastično tečenje, klizanje, odrone ili formiranje jaruga, što zavisi od količine i energije površinske vode i fizičko-mehaničkih osobina zemljišta koje izgrađuje površinu kosine.

Odlagalište je sredina, pogodna za nastanak filtraciono strujnih tokova, zbog prihvatanja podzemnih voda po obodu odlagališta iz prirodnog tla i infiltracije površinskih voda. U uslovima nastanka filtraciono strujnih tokova u različito poroznim sredinama, dolazi do promena brzina i filtracionih sila, odnosno intenziteta unutrašnjih erozionih procesa.

U uslovima pojave i razvoja intenzivnih filtracionih strujanja, tehnička mera koju je moguće primeniti, jeste injektiranje bentonitskim glinama ili geosintetikom kako horizontalnih površina odlagališta, tako i kosina, što dovodi do ublažavanja i smanjivanja intenziteta unutrašnjih erozionih procesa.

Sprečavanje površinske erozije, vrši se smanjenjem vode koja dospeva na kosinu, sistemom kanala za odvodnjavanje sa obaveznim obodnim kanalom i drenažom ili geosintetikom. Upotrebom geomreža, površinski sloj zemljišta može se zaštititi od erozije. Postavljaju se i učvršćuju klinovima, a zatim prekrivaju supstratom pomešanim sa semenom trave ili se zatravljivanje vrši hidrosetvom.

Drugi način kontrole erozionih procesa je postavljanje geomembrana. Geomembrane proizvedene od prirodnih vlakana jute ili konoplje, sastoje se od prirodnih celuloznih voala kao nosećeg sloja, semena trave i aditiva za ubrzan rast. U cilju sprečavanja erozije koristi se i vegetacioni geomat koji se sastoji od tankog sloja netkanog geotekstila koji je zašiven za prirodno platno sastavljeno od mešavine semena trava. Ako se ovim merama doda i pravilan izbor vrsta za biotehničke mere, uz njihov pravilan raspored, može se računati na postizanje trajne stabilnosti u funkciji vremena.
 

Zaključak

U Srbiji još uvek nije razvijena svest o negativnim uticajima eksploatacije uglja, kamena, gline, kao i svest o ekološkim katastrofama koje može izazvati nepravilno projektovanje deponija. Kod nas se u većini slučajeva primenjuje tzv. prirodna rekultivacija degradiranih površina (mada bi odgovarajući termin pre mogao biti – prepuštanje slučaju), jalovina se odlaže na neadekvatan način u blizini samog iskopa, površinski plodni sloj zemljišta trajno se uništava neadekvatnim odlaganjem...

Materijali koji su veoma efikasni u sanaciji deponija i degradiranih površina, u našoj zemlji se skoro i ne upotrebljavaju, da li zbog toga što teško prihvatamo novine ili zbog njihove cene? Cena ne može biti odgovor, jer ono što njima čuvamo zapravo – nema cenu.

Geosintetika se pokazala kao najefikasniji materijal široke primene. Njeni gradivni elementi obezbeđuju veliki kvalitet i višenamensku upotrebu u niskogradnji, visokogradnji, zaštiti životne sredine... Bez obzira na visoku cenu ovih materijala, njihova upotreba je neophodna i u potpunosti opravdana.