Жирновский район расположен на южных окраинах Приволжской возвышенности в северо-восточной части Волгоградской области. Район граничит с Котовским, Руднянским и Еланским, а на северо-востоке с Красноармейским и Калининским районами Саратовской области. Расстояние от центра района до города Волгограда – 320 км. Площадь территории Жирновского района составляет 2979 км2.
Одним из главных нефтегазодобывающих районов нашей области является Жирновский район. По данным Комитета природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Волгоградской области на территории региона размещено более 93 месторождений углеводородного сырья, из которых более 68 находится в разработке. Ежегодно в Волгоградском регионе добывается более 3,5 млн т нефти и 700 млн м3 природного газа, из которых 70 % приходится на Жирновский район, который располагает значительными земельными ресурсами: земельный фонд района составляет 296,9 тыс. га, основную часть занимают земли сельскохозяйственного назначения – 251,9 тыс. га или 84,8 %. При разработке и добыче углеводородов, перевозке буровых установок образуются рытвины, почвы переуплотняются, загрязняются и уничтожаются [1].
Цель написания статьи сводилась к изучению этапов рекультивации нарушенных земель при разработке полезных ископаемых на территории Волгоградского региона.
В исследовании использовались такие научные методы, как анализ научной литературы, фондовых и картографических материалов, обобщение исходных материалов полевых экспедиций совместно с сотрудниками ФГБУ ЦАС «Волгоградский» по агрохимическому обследованию нарушенных земель.
Климат Жирновского района умеренно континентальный, с холодной зимой и жарким засушливым летом. Январь – самый холодный месяц со среднемесячной температурой минус 10,5 °С, самый теплый – июль со среднемесячной температурой плюс 25,9 °С (рис. 1). В конце марта начинается теплый период и заканчивается в конце октября или в начале ноября. В первой декаде декабря образуется устойчивый снежный покров, в январе – феврале отмечается его наибольшая мощность, которая достигает 45 см. Частые оттепели препятствуют образованию более мощного снежного покрова. Безморозный период составляет 148–165 дней. Гидротермический коэффициент составляет 0,7, что говорит о недостаточном увлажнении района. Среднегодовое количество осадков – 350–400 мм, и большая их часть выпадает летом в виде ливней (рис. 2). На поверхностный сток расходуется около 100 мм осадков. Среднемноголетний модуль поверхностного стока для данной территории составляет 2,0 л/с с 1 км2.
Рис. 1. Средняя температура воздуха Жирновского района Волгоградской области
Рис. 2. Среднее количество осадков в Жирновском районе Волгоградской области
Жирновский район относится к Хопёрско-Иловлинско-Донскому гидрологическому району. Территория разработки углеводородов занимает юго-восточное окончание Приволжской возвышенности, сильно расчленённой овражно-балочной сетью, с наличием мелких и крупных ступеней в рельефе. Формирование рельефа возвышенности происходило под воздействием интенсивного проявления новейших тектонических поднятий и эрозионных процессов. На территории Жирновского района развиты эрозионно-долинно-балочные формы рельефа. Преобладание береговых и склонных оврагов связано с наличием значительных уклонов, неустойчивых к размыву пород, а также с выпадением осадков ливневого характера и быстрым сходом снега во время непродолжительной весны [2–4].
Почва территории разработки и добычи углеводородов Жирновского района представлена среднеглинистым механическим составом (содержание физической глины составляет 29,16–36,39 % по всему профилю). Реакция почвенного раствора верхних горизонтов слабощелочная (рН 7,57) и щелочная в нижних горизонтах (рН 8,23). По данным лабораторных исследований ФГБУ «ЦАС «Волгоградский» почва в районе обследования малогумусная – в верхнем горизонте, потенциально плодородном, содержится 2,07 % органического вещества, при понижении, в подгоризонте В – до 0,73 %. Емкость поглощенных оснований почвы территории добычи углеводородов небольшая, сумма поглощенных оснований в горизонте А равна 18,83 мг. экв/100 г.
На территории Жирновского района на землях, нарушаемых в процессе разработки углеводородов, предусмотрено сельскохозяйственное направление рекультивации. Сельскохозяйственное направление рекультивации предусматривает создание на нарушенных землях сельскохозяйственных угодий.
Выбор направления рекультивации определяется в соответствии с требованиями ГОСТ 17.5.1.02-85 «Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации». Выбранное направление рекультивации должно с наибольшим эффектом и наименьшими затратами обеспечить решение задач рационального и комплексного использования земельных ресурсов района, создания гармоничных ландшафтов, отвечающих хозяйственным, эстетическим и санитарно-гигиеническим требованиям.
В соответствии с Земельным кодексом РФ предприятия, учреждения и организации при разработке полезных ископаемых, проведения строительных и других работ обязаны после окончания работ за свой счет привести нарушенные земли в состояние, пригодное для дальнейшего использования по назначению.
Согласно ГОСТ 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель» рекультивация выполняется в два этапа: технический и биологический. Рекультивация производится с учетом местных почвенно-климатических условий и характеристики нарушенных земель.
Технический этап рекультивации включает в себя подготовку земель для сохранения плодородного слоя почвы и последующего целевого использования. Нормы снятия плодородного слоя почвы устанавливаются в зависимости от уровня плодородия нарушаемых почв. Производство работ по снятию растительного грунта в первую очередь должно осуществляться на период строительства поисковых скважин по добыче углеводородов в границах временного отвода земли. Перед производством работ растительный грунт должен быть снят на ширину монтажной зоны. На основании проведенных исследований состава почв территории разработки углеводородов Жирновского района ФГБУ ЦАС «Волгоградский» преобладают почвы каштанового типа. Рекомендованная на основании проведенных исследований глубина снятия плодородного слоя согласно ГОСТ 17.5.3.06-85 «Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ» составляет 0,40 м.
При строительстве поисковых скважин, в среднем отводится площадь около 50 000 м2, при глубине снятия плодородного слоя 0,40 м норма снятия плодородного слоя составит примерно 20000 м3. Плодородный слой снимается бульдозером (Т-170) и укладывается во временный отвал на ненарушенную поверхность в границах полосы временного отвода. Восстановление плодородного слоя после завершения работ осуществляется с использованием техники: (бульдозер (Т-170), экскаватор, а/с КАМАЗ). Планировку грунта производят бульдозером на тракторах класса 14–30 кН, самоходный скрепер. Уплотнение грунта проводят вибрационными катками.
Следующий этап биологический, который включает комплекс агротехнических фитомелиоративных мероприятий, направленных на закрепление поверхностного слоя почвы корневой системой растений, создание сомкнутого травостоя и предотвращения развития водной эрозии почв, нарушенных в период строительства скважины.
Биологический этап рекультивации должен соответствовать следующим требованиям: поверхность почвы должна быть максимально выровненной и пригодной для проведения механизированных работ; верхний горизонт не должен содержать твердых включений, препятствующих механической обработке; последний проход почвообрабатывающего орудия при биологической рекультивации должен осуществляться поперек склона во избежание процессов водной эрозии; почва должна быть рыхлой и иметь объемную массу (степень плотности почвы) не более 1,22 г/см3; содержание гумуса, основных элементов питания (азот фосфор, калий), мощность гумусового горизонта должна быть не ниже, чем эти параметры до начала строительных работ.
Механизированные работы по биологической рекультивации выполняются только в ранневесеннее или осеннее время, при достижении почвой состояния «физической спелости».
Для восстановления содержания питательных веществ в почве, доступных для растений, необходимо внести полный комплекс органических и минеральных удобрений. Нормы удобрений применяются на основании данных агрохимической характеристики почв Жирновского района, а также потребности растений. Так как район проведения мероприятий по рекультивации земель расположен в сухостепной зоне, наиболее пригодной культурой является многолетнее растение – люцерна желтая с мощной корневой системой. В таблице показан перечень работ по биологической рекультивации земель, а также рекомендуемая техника для площади 4,5 га, т.е. средний участок, отводимый при разработке углеводородов.
Перечень работ по биологической рекультивации земель, рассчитанных на 4,5 га
|
Наименование работ |
Количество |
Рекомендуемая техника |
|
Внесение органических удобрений с механизированной загрузкой, с разбрасыванием, навоз, т/га |
100 |
МТЗ-80, РУМ-5 |
|
Внесение органических удобрений с механизированной загрузкой, с разбрасыванием, кг/га: диаммофос хлористый калий |
80 40 |
МТЗ-80, РУМ-5 |
|
Дискование на глубину 12–14 см, га |
4,5 |
ДТ-75, дисковая борона БДН 2,0 |
|
Предпосевная культивация на глубину 3 см, га |
4,5 |
Т-150, КПС-4,0*2 |
|
Предпосевное прикатывание |
4,5 |
МТЗ-82, КВНП 10 |
|
Посев многолетних трав (люцерна желтая), кг/га |
24 |
Т-150, агратор диск 9000 |
|
Послепосевное прикатывание почвы, га |
4,5 |
МТЗ-82, КВНП 10 |
Решающее влияние на рост люцерны желтой оказывает навоз и минеральные удобрения. Доза органических удобрений (навоза) составляет 100 т/га, внесение минеральных удобрений: фосфатных – 60 кг/га, калийных – 40 кг/га, азотных – 80 кг/га. Норма высева люцерны жёлтой составляет 24 кг/га. Обязательной технологической операцией является выравнивание верхнего слоя почвы – предпосевное и послепосевное прикатывание. Внесение органического удобрения необходимо проводить осенью под вспашку, минеральных удобрений 50 % весной при посеве, 50 % в летний период с поливной водой. Орошение осуществляют мобильной передвижной дождевальной установкой ДКШ-64 «Волжанка» [6–8].
В результате проведенных исследований почв Жирновского района Волгоградской области совместно с ФГБУ ЦАС «Волгоградский» получено, что в верхнем слое содержится 2,07 % гумуса, рН составляет 7,57 по всему профилю, почва содержит физическую глину и представлена среднеглинистым механическим составом. Поэтому при разработке углеводородов верхний слой почвы перемещается во временный отвал для дальнейшего использования. На основании анализа климатических условий, плодородия почвы для проведения биологической рекультивации предложена люцерна желтая, имеющая мощную корневую систему.
Выводы
Таким образом, установлено, что рекультивация земель, нарушенных в ходе разработки углеводородов, позволит вернуть их для сельскохозяйственного использования. Обследование почв, проведение технического и биологического этапов рекультивации дают возможность восстановить плодородие почвы, нарушенное при разработке углеводородов.