Влияние человека на ландшафт. Добыча полезных ископаемых
Добыча полезных ископаемых в горном деле приводит к искажению ландшафта и уничтожению растительности, подземные выработки в Рурском бассейне привели к опусканию пород на глубину до 24 м, вследствие чего возникло низинное заболачивание, и пришлось вновь регулировать стоки рек и ручьев. Потребовалось создавать насыпи и плотины, углублять русла рек, строить новые насосные станции и мосты.
В итоге на западе Рурской области образовался водораздельный ландшафт, вода из которого отводится 90 откачивающими воду станциями (водораздел р. Эмшер). Устье Эмшера при его впадении в Рейн пришлось дважды (в 1906 — 1910 и в 1949 гг.) перемещать ближе к северу. В крупнейшем карьере по добыче бурого угля ("Рейнбраун") в р-не Нижнерейнской бухты добывается уголь из богатейшего месторождения Европы.
Угледобыча конфликтует с хозяйством, использующим плодородные лёссовые почвы, с высокой плотностью населения и с транспортной сетью.
Нагрузки на территорию возникают в социальном секторе (до 1990 г. были переселены 30 000 чел.) и заключаются в опасности возникновения землетрясений, в выбросах пыля, которые пытаются уменьшить, устанавливая обрызгивающие спрееры на роторных экскаваторах, в повышенном уровне шумов при эксплуатации многокилометровых транспортере и вследствие снижения уровня фунтовых вод (заболачивание). В зоне карьера уровень грунтовых вод опускают до 500 м с помощью колодезных галлерей. Если не дренировать горизонты грунтовых вод, вода стечет в карьер, и его откосы начнут обрушиваться.
Оседание грунта, проблемы с грунтовыми водами
1300 дренажных колодцев дают 1,2 млрд грунтовых вод из которых 13% используется в градирняхтеплостанции, работающей на буром угле, 3% — как питьевая вода и 2% — для нужд карьера Рейнбраун. Остальную часть грунтовых вод со значительным содержанием солей спускают в каналы и реки. Грунтовую воду приходится последовательно откачивать с нескольких горизонтов, т. к. в нижних горизонтах она находится под давлением.
Заболачивание приводит к значительным потерям воды в верхних и близких к ним водотоках (утечки). При добыче 1 т бурого угля откачивают 10 — 16 м3 грунтовой воды. Падение уровня грунтовых вод ощущают территории, отдаленные от карьера на 25 — 30 км. Водоснабжение этих территорий нарушается (насосные станции). Ручья и влажные места пересыхают, дубы и ясени проявляют феномен устойчивости засухе. Урожаи культурных растений с относительно высоким водопотреблением (сахарная свёкла, клевер, луговые травы) становятся меньше.
Для растений, предпочитающих сухие места (зерновые), достаточно естественных осадков.
Так как слои рыхлых горных пород (щебень, пески, глины) при обезвоживании дают усадку, вследствие горных разработок грунт оседает, о пускается. Это приводит к повреждениям зданий, водопроводов и схем канализации. Цель рекультивации земель — восстановление и возврат лесному и хозяйству потерянных посевных площадей и лесопарков. При рекультивации площадей ценного лёсса теряется при проведении мелиорационных работ. При мокром способе рекультивации смесь воды с лёссом (пульпа) земснарядом распределяется по поверхности земли с наращиванием толщины слоя по возможности до 2 м; а при сухом способе лес привозится самосвалами и разравнивается. В доставленном лёссе жизнь почти угасла, содержание гумуса уменьшилось с 2 — 3 до 0,5%, содержание питательных компонентов незначительное, а структура почвы неустойчивая. Мелкие частички почвы сплывают в пустоты и их закупоривают, на поверхности скапливается запрудная вода. Даже активное разрыхление рекультивированных почв повышает общий объем пор только на короткое время. Удовлетворительные урожаи снимаются только при чрезмерном удабривании.
Способы лесохозяйственной рекультивации:
- используется естественная последовательность развития (сукцессия) — длится 150 — 200 лет;
- через 15 — 20 лет пионерные растения разрежаются и вместо них высаживаются запланированные конечные виды;
- запланированные конечные виды деревьев высаживаются в первичную почву, состоящую из смеси щебня с песком с добавлением 20% лёсса ("лесная щебенка").
Саженцы тополя, посаженные по схеме 6x6 м, должны создавать ветрозащиту.
И в этом случае "внутренняя эрозия" приводит к уплотнению почвы с нарушением ее аэрации. Корни слабеют. Рекультивации озер также сопряжена с проблемами. Мелкие озера (< 20 м) накапливают недостаточное количество кислорода, требуемого для перегнивания органики до конца лета. Приток вод, просачивающихся с интенсивно удобряемых береговых рекультивированных полей, чрезмерно эвтро-фирует озера. Очень часто ветрозащищенное положение и небольшие размеры озера приводили к недостаточной перемешиваемое воды весной и осенью.
Чтобы достичь необходимого уровня грунтовых вод, закачивали воду в течение многих лет. Работающие на буром угле электростанции Рейнбрауна производят 7 — 8 млн т/год золы с содержанием сульфатов 5 — 7%, которой засыпают выработанные блоки карьеров. Местами концентрация сульфатов в грунтовых водах превышает 1000 мг/л. При исследовании баланса между полезной породой, из которой извлекается уголь, и перемещаемой в отвалы пустой вскрышной породой, обнаружено, что после закрытия карьера остается огромный дефицит массы. При добыче 1 т бурого угля перемещается 3 — 5 м3 вскрышной породы.
В карьере Гамбах в процессе угледобычи из 2,7 млрд м3 вскрышной породы V, ее перемещается в отвалы, из них — в верхний насыпной отвал (Софийская высота) за пределами карьера. Дефицит массы в 5 млрд т ничем не покрыт.
