Rekultywacja

Jednym z najistotniejszych działań na rzecz ochrony środowiska w kopalniach węgla brunatnego jest rekultywacja terenów pogórniczych. Składa się na nią zespół przedsięwzięć projektowo-technicznych oraz organizacyjno-wykonawczych, których celem jest przywrócenie terenom pogórniczym właściwości użytkowych i przyrodniczych.

Realizowana od lat 60. rekultywacja zwałowiska zewnętrznego w Kopalni Turów ukierunkowana jest na docelowe zagospodarowanie leśne. Prowadzona jest na bieżąco na terenach, na których zakończono eksploatację górniczą.

Rekultywacja terenów pogórniczych jest zagadnieniem złożonym, składającym się zarówno z działań technicznych jak i biologicznych. Obejmuje ona następujące etapy:

• rekultywacja wstępna (przygotowawcza) – dotyczy rozpoznania czynników warunkujących prawidłowość przebiegu rekultywacji. Na tym etapie prowadzone są pomiary niwelacyjne, sporządza się mapy górnicze oraz opracowuje dokumentację kosztorysowo-projektową,
• rekultywacja podstawowa (techniczna) – dotyczy makroniwelacji obejmującej roboty ziemne, polegające na odpowiednim ukształtowaniu zwałowiska w układ skarp i półek, regulacji stosunków wodnych za pomocą obiektów i urządzeń hydrotechnicznych oraz rekonstrukcji lub budowy dróg dojazdowych,
• rekultywacja szczegółowa (biologiczna) – dotyczy polepszenia właściwości powietrzno-wodnych gruntów, likwidacji ich nadmiernego zakwaszenia, uzupełnienia brakujących składników pokarmowych, wprowadzenia roślinności zielnej i drzewiastej odtwarzającej warunki biologiczne terenu oraz zabezpieczającej przed erozją powierzchniową,
• zabiegi porekultywacyjne – obejmuje pielęgnację sadzonek i uzupełnienia wypadów.

W pierwszej kolejności w wyniku prowadzonych prac osiąga się:

• statecznie ukształtowane skarpy i półki zwałowiska,
• ochronę stoków przez kontrolowane odprowadzenie wód opadowych,
• utrwalenie wierzchniej warstwy gruntu i zabezpieczenie terenu przed erozją,
• zmniejszenie wielkości spływu wód opadowych poprzez zwiększenie retencji gruntu,
• poprawę jakości wód spływających ze zwałowiska,
• ograniczenie emisji niezorganizowanej.

Rekultywacja podstawowa (techniczna)

Makroniwelacja (obejmująca roboty ziemne w celu odpowiedniego ukształtowania powierzchni zwałowiska przeznaczonej do rekultywacji). Powierzchnia zwałowiska kształtowana jest w sposób zapewniający jego stateczność oraz umożliwiający prowadzenie gospodarki leśnej na terenach zrekultywowanych. Jednocześnie uwzględniana jest minimalizacja robót odwodnieniowych oraz możliwość prowadzenia zabiegów rekultywacji biologicznej.

Poszczególne skarpy formowane są z zachowaniem nachylenia od 1:4 do 1:5, a przy wysokości ponad 20 m dzielone są półką technologiczną szerokości 15 m na dwie skarpy o równej wysokości i tym samym nachyleniu. Na każdej półce, przy skarpie niżejległej wykonywana jest przeciwskarpa o szerokości 5 m i nachyleniu 1:20.

Roboty ziemne na zwałowisku zewnętrznym

Regulacja stosunków wodnych ma na celu kontrolowane odprowadzanie wód opadowych oraz ograniczenie ilości nadmiaru zawiesiny ilastej, która wymywana jest z gruntu zwałowego.

Zwałowisko odwadniane jest systemem rowów otwartych, skąd woda trafia do zbiorników-osadników zlokalizowanych na poszczególnych piętrach, a dalej sprowadzeniami rurowymi, betonowo-kamiennymi lub siatkowo-kamiennymi kierowana jest na niższe poziomy. Ostatecznie trafia do odbiorników naturalnych poprzez zbiorniki osadowo-retencyjne, zlokalizowane na przedpolu zwałowiska, w których następuje wytrącanie nadmiernej ilości zawiesiny. System taki funkcjonuje w każdej z sześciu zlewni, na jakie dzieli się zwałowisko: Potoku Bezimiennego, Czerwienicy, Krzywej Strugi, Miedzianki, Okleśnej oraz Rybiego Potoku i w miarę postępu robót zwałowych ulega stałej rozbudowie.

Do końca czerwca 2005 roku na zwałowisku i jego przedpolu wybudowano:

• 189.609 mb. rowów odwadniających,
• 140 szt. zbiorników-osadników,
• 11.135 mb. sprowadzeń wód,

przy czym najintensywniej prace hydrotechniczne prowadzone były w ciągu ostatnich lat.

Od 1989 roku do połowy 2005 roku wybudowano:

• 162.300 mb. rowów odwodniających,
• 120 szt. zbiorników-osadników,
• 10.300 mb. sprowadzeń wód.

Dzięki wieloletniemu już doświadczeniu w budownictwie wodnym możliwe było wprowadzanie nowych, skuteczniejszych rozwiązań technicznych oraz trwalszych materiałów w granicach ekonomicznej opłacalności. Przykładem może być odstąpienie od stosowania stalowych rurociągów do sprowadzania wód. Przyczyną była ich szybka korozja i zanieczyszczanie wód skorodowanym materiałem, a także podatność na uszkodzenia mechaniczne związane z osiadaniem gruntu. Materiał ten zastąpiono sztucznym tworzywem (polietylenem), który zdał egzamin w warunkach naszego zwałowiska. Nowością ostatnich kilku lat jest zastosowanie elementów siatkowo-kamiennych zamiast typowych sprowadzeń rurowych i betonowo-kamiennych. Zaletą takiego rozwiązania jest przede wszystkim elastyczność konstrukcji, co ma duże znaczenie dla trwałości budowli w przypadku narażenia jej na osiadania podłoża, z jakimi mamy do czynienia na zwałowisku. Ponadto ułatwiona jest znacznie konserwacja i remonty takiego sprowadzenia w związku z bezpośrednim dostępem do niego na całej długości. Poprawie ulega jakość wód dzięki możliwości łatwego natleniania i nie bez znaczenia są także względy krajobrazowe oraz estetyczne (budowla doskonale komponuje się z otoczeniem dzięki zastosowaniu naturalnego materiału – kamienia).

Poza zabezpieczeniem czystości wód powierzchniowych, w tym głównego odbiornika – Nysy Łużyckiej, funkcjonujący system hydrotechniczny przyczynia się do zmniejszenia wezbrań w potokach. Skuteczność działania całego systemu zapewniona jest dzięki prowadzonej na bieżąco eksploatacji, która obejmuje: prowadzenie bieżącej konserwacji, wykonywanie renowacji oraz remontu urządzeń i budowli, a także ich obsługę.

Budowa dróg. Równolegle z rozbudową systemu hydrotechnicznego postępuje budowa dróg na zwałowisku. Są to drogi tłuczniowe lub betonowe. Wykorzystywane są one do eksploatacji urządzeń hydrotechnicznych oraz służą użytkownikowi jako dojazdowe do poszczególnych rejonów zwałowiska, stanowiąc jeden z elementów całej infrastruktury. Będą one służyć przyszłemu użytkownikowi do prowadzenia gospodarki leśnej.

Rekultywacja szczegółowa (biologiczna)

W ramach rekultywacji szczegółowej wykonuje się następujące zabiegi: neutralizację gruntu, hydroobsiew, zalesianie, nawożenie podstawowe i uzupełniające.

Neutralizacja powierzchniowej warstwy gruntu ma na celu pozbawienie go cech fitotoksycznych (obniżone pH, wysoka kwasowość hydrolityczna, nadmiar glinu ruchomego). Podczas neutralizacji wprowadza się mieszaninę substancji alkalicznych o składzie:

• tlenek wapna
• dolomit
• mączka fosforytowa

Podczas neutralizacji wykonuje się dwukrotne kultywatorowanie przed i po wysiewie neutralizatora, w celu zapobieżenia wymywania mieszanki neutralizującej i zwiększenia jej zasięgu działania – ostatecznie zwiększając efektywność wykonywanego zabiegu.

W hydroobsiewie wysiewana jest mieszanka nasion traw i roślin motylkowych:

• koniczyna biała
• kostrzewa czerwona
• mietlica rozłogowa
• komonica rożkowa
• rajgras angielski

Nasiona roślin zielnych wymieszane są z nawozem MONT (mineralno-organiczny nawóz turoszowski). Mineralno-organiczny nawóz turoszowski produkowany jest na bazie węgla brunatnego ksylitowego z dodatkiem fazy mineralnej. Zawiera aktywne humiany, mające zdolność immobilizacji toksycznych jonów Al3+, poprzez ich trwałe wiązanie.

Wysiew roślinności zielnej inicjuje procesy darniowe, tworząca się powierzchniowa strefa korzeniowa chroni powierzchnię zwałowiska przed erozją wodną.

Zalesienia stanowią fazę zagospodarowania porekultywacyjnego. Skład gatunkowy, więźba i forma zmieszania gatunków są tak zaprojektowane, aby zadrzewienia spełniały funkcje:

• przeciwerozyjną
• glebotwórczą
• gleboochronną
• produkcyjną
• sanitarną

Stosowany skład gatunkowy oraz więźba nasadzeń roślinności drzewiastej uzależnione są od lokalnych warunków i konfiguracji terenu. Udział w nasadzeniach mają:

• brzoza brodawkowata
• olcha czarna i szara
• modrzew europejski
• dąb szypułkowy i czerwony
• klon zwyczajny i klon jawor
• sosna czarna
• lipa drobnolistna, grab pospolity, jesion wyniosły, buk zwyczajny
• czeremcha amerykańska

Zbiorowiska leśne wskazują rozwój w kierunku żyznych jednostek leśnych – głównie lasu mieszanego wyżynnego o dużej zdolności produkcyjnej. Docelowo jednostki te mogą charakteryzować się wyższą jakością (zdolnością produkcyjną) niż jednostki leśne zajęte pod zwałowisko zewnętrzne.

W drugim roku wzrostu wprowadzanej roślinności przeprowadza się nawożenie mineralne-podstawowe stosując mocznik (46%) oraz sól potasową (60%). W dwóch kolejnych latach wegetacji przeprowadza się nawożenie uzupełniające, w którym stosowany jest mocznik.

Ostatnim etapem rekultywacji są zabiegi pielęgnacyjne. Obejmują one uzupełnienia wypadów roślinności zielnej i drzewiastej, a w dalszym okresie cięcia pielęgnacyjne. Gatunki główne szczególnie narażone są na szkody spowodowane przez zwierzynę. Zabezpiecza się je przy pomocy preparatów chemicznych lub osłon.

Wynikiem prowadzonych prac rekultywacyjnych od lat 60. są rosnące dynamicznie wielogatunkowe drzewostany tworzące komponenty środowiska leśnego, w tym glebę i jej specyficzną mikroflorę oraz lokalny mikroklimat.

W zrekultywowanych gruntach istnieje stosunkowo bogate życie biologiczne. Z upływem lat wzrasta zasiedlenie przez grzyby, bakterie i promieniowce. Sukcesywny wzrost aktywności enzymów glebowych (fosfatazy, dehydrogenazy, ureazy) w inicjalnych glebach wraz z upływem czasu świadczy o prawidłowym rozwoju sukcesji środowiska leśnego.

Znaczącym wskaźnikiem ekologicznym powstających zbiorowisk leśnych na zwałowisku jest m.in.:

• skład gatunkowy i ilościowy roślinności runa dna lasu,
• ilość powstałej próchnicy.

Zaznacza się wyraźna przewaga gatunków leśnych nad nieleśnymi, świadcząca o przemianach ekosystemu leśnego rozwijającego się w kierunku żyznych siedlisk lasu wyżynnego. Na dobre tempo procesów glebotwórczych wskazuje zawartość próchnicy. Na podstawie wieloletnich badań w drzewostanach na zwałowisku stwierdzono, że:

• w 10-20 letnich zawartość próchnicy wynosi ok. 100 Mg/ha
• w powyżej 20-letnich 150 Mg/ha

Przekraczają znacznie wartości dla terenów bardzo dobrze zrekultywowanych (wg prof. J. Siuty) wynoszące 50-60 Mg/ha w 25 cm warstwie gruntu.

Z całkowitej powierzchni zwałowiska zewnętrznego, która wynosi 2.175 ha, do 30 czerwca 2005 roku zalesionych zostało 1.969 ha. Jednocześnie 1.704 ha przekazano Skarbowi Państwa. Efekty prowadzonych prac rekultywacyjnych przyczyniają się przede wszystkim do poprawy jakości podstawowych komponentów środowiska: powietrza atmosferycznego, wód oraz gleby. Emisja niezorganizowana pyłu ze zwałowiska zmniejsza się w miarę zwiększania powierzchni terenów zalesionych. Obecnie wielkości stężeń pyłu w rejonie zwałowiska zewnętrznego odpowiadają wielkości tła dla terenów niezurbanizowanych. Powstający na zwałowisku zewnętrznym antropogeniczny kompleks leśny przyczynia się w znacznym stopniu do podniesienia lesistości uprzemysłowionego regionu. Pomimo, że struktura wiekowa zalesień jest charakterystyczna dla młodych lasów, już teraz stanowi istotny czynnik krajobrazowy i klimatyczny gminy Bogatynia.