Problemy wodnej rekultywacji wyrobisk kruszyw naturalnych Krzysztof Polak, Marcin Chodak, Szymon Sypniowski Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Katedra Górnictwa Odkrywkowego Kraków, 05.04.2011
Kierunek wodny rekultywacji Wyrobiska wgłębne Złoże poniżej z. w. odwodnione Złoże poniżej z. w. - eksploatacja poniżej z. w.
Rekultywacja wodna 1. Utworzenie warunków wodnych na terenach będących pod wpływem górniczego odwodnienia 2. Przygotowanie terenów poeksploatacyjnych dla celu nadania im wodnych walorów użytkowych
Pochodzenie jezior naturalnych - meteorytowe - tektoniczne - reliktowe - polodowcowe rynnowe, morenowe, wytopiskowe, cyrkowe - wulkaniczne kraterowe, zaporowe, kalderowe, maary - przybrzeżne - deltowe -wydmowe - osuwiskowe -krasowe - starorzecza - deflacyjne - wytworzone przez ruchy masowe Procesy długotrwałe odbywające się w czasie geologicznym
Czynniki decydujące o formie jeziora pogórniczego Geologiczne: Forma złoża i granice jego występowania Głębokość zalegania spągu złoża Zwierciadło wód podziemnych Środowiskowe: Ograniczenia zasięgu eksploatacji złoża Ochrona zasobów przyrody Górnicze: Wskaźnik wykorzystania złoża Warunki bezpieczeństwa System eksploatacji i zasięgi pionowe maszyn Granice O. G.
Czynniki decydujące o kierunku rekultywacji i sposobie zagospodarowania zbiornika Parametry zbiornika Docelowe położenie zwierciadła wody Właściwości wody Zagospodarowanie otaczającego terenu (zlewni) Położenie zbiornika względem istniejącej sieci hydrograficznej Podatność zbiornika na degradację Potrzeby społeczno-gospodarcze
Czynniki decydujące o jakości zbiornika cyrkulacja wody Miksolimnion w strefie umiarkowanej 2x do roku: wiosna i jesień ukształtowanie terenu (dna), układy batymetryczne, zmiany gęstości wody, zanieczyszczenia
Wpływ sposobu zagospodarowania otoczenia na cyrkulację wód
Podatność na degradację Średnia głębokość Objętość jeziora i długość linii brzegowej Procent stratyfikacji wód Powierzchnia dna czynnego i objętość epilimnionu Wskaźnik wymiany wody Powierzchnia zlewni oraz powierzchnia jeziora Zagospodarowanie zlewni
Eutrofizacja jezior zwiększanie trofii (żyzności) wód, wzrost stężenia związków biogennych (fosforu i azotu), które dostarczane są do zbiornika w dwóch formach: mineralnej organicznej, która ulegając rozkładowi przechodzi w formę mineralną np. azotu i fosforu, przyczyny: biogeny, ścieki (np. detergenty), tlenki azotu (atmosfera), nawozy rolnicze, kanalizacje, drogi skutki: osady denne, brak tlenu, rozkład substancji organicznej (wydzielanie H 2 S), wynoszenie biogenów z osadów przez wydzielający się z dna metan
Zapobieganie eutrofizacji zwiększenie powierzchni łąk i pastwisk kosztem pól uprawnych uporządkowanie gospodarki wodnej w zlewni rozproszenie ośrodków wczasowych oraz gęstości zabudowy zagospodarowanie leśne terenu zlewni zakrzewianie brzegów pozostawianie strefy trzcin
Kierunki rekultywacji i zagospodarowania jezior powyrobiskowych Ekologiczny (przyrodniczy) Gospodarczy Rekreacyjny Retencyjny Wielofunkcyjny
Wytyczne zagospodarowania gospodarczego (rybackiego) Stateczne i dostępne (przynajmniej w części zbiornika) skarpy Łagodnie nachylone brzegi umożliwiające bytowanie roślin przybrzeżnych Urozmaicona linia brzegowa Płaski spąg wyrobiska (umożliwia odłów ryb przy użyciu sieci) Odpowiedni odczyn (ph = 6,0 8,5), skład chemiczny i natlenienie wody
Zagospodarowanie wyrobiska rolnicze (stawy hodowlane)
Wytyczne zagospodarowania rekreacyjnego Tereny otaczające zbiornik możliwe do zadrzewienia Brzegi wyrobiska nie mogą być podmokłe Stateczne, łatwo dostępne i niezbyt strome skarpy Skarpy otaczające zbiornik łatwe do rekultywacji biologicznej Przynajmniej część linii brzegowej o charakterze piaszczystym Wyrównane dno zbiornika; dno nie może opadać zbyt stromo Woda w zbiorniku o odpowiedniej jakości chemicznej i sanitarnej Zbiornik odporny na degradację, eutrofizację
Wytyczne zagospodarowania ekologicznego Spadek części podwodnej skarp nie większy niż 1:2, a jeśli to niemożliwe strefa przybrzeżna o spadku 1:3 dla rozwoju roślinności szuwarowej Urozmaicona linia brzegowa oraz łagodne ukształtowanie spadków dna szczególnie w strefie przybrzeżnej Zagospodarowanie otoczenia zbiornika w kierunku ekologicznym
Wytyczne zagospodarowania retencyjnego Zbiornik przepływowy (połączenie z siecią hydrograficzną) Posiadający zdolność retencyjną Możliwość zabudowy urządzeń piętrzących i spustowych (jazów) Odpowiednie warunki hydrogeologiczne skał w otoczeniu akwenu (wodoprzepuszczalność) Odpowiednie warunki geotechniczne (stateczność brzegów)
Przykładowe nachylenia skarp zależnie od sposobu zagospodarowania zbiornika A, B, C zagospodarowanie ekologiczne D, E, F zagospodarowanie rekreacyjne Źródło: A. Karczewska, Ochrona gleb i rekultywacja...
Podsumowanie i wnioski końcowe... Wymagania technologii i techniki górniczej powodują, że wyrobiska poeksploatacyjne zazwyczaj posiadają parametry wynikające z uwarunkowań geologiczno-górniczych, Wyrobiska górnicze wymagają zabiegów rekultywacyjnych w celu nadania zbiornikom oraz ich otoczeniu zbliżonych do naturalnych cech środowiskowych, Wybór kierunku wodnego rekultywacji wyrobiska powinien uwzględniać szereg czynników naturalnych i antropogenicznych zlewni oraz samego zbiornika,
Podsumowanie i wnioski końcowe Wymagania górnicze oraz środowiskowe są niekiedy sprzeczne, co powoduje konieczność poszukiwania rozwiązań kompromisowych, Gospodarowanie zasobami mineralnymi oraz zagospodarowanie terenów poeksploatacyjnych powinny odbywać się zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju, Rekultywacja wodna nowe wartości użytkowe, bioróżnorodność, wzrost wartości nieruchomości, itp., Zagospodarowanie wodne wyrobisk odkrywkowych może mieć znaczenie w wymiarze gospodarczym kraju.