Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Современное состояние проблемы рекультивации карьеров и стабилизации грунтов от эрозии на Крайнем Севере
1. Актуальность проблемы рекультивации карьеров и защиты грунтов от эрозии на севере Тюменской области 8
2. Обзор существующих методов рекультивации карьеров 14
3. Анализ имеющихся методов стабилизации грунтов от эрозии 31
Глава 2. Характеристика района проведения исследовательских и опытно-производственных работ
1. Геологическое строение, инженерно-геологические, геокриологические и гидрогеологические условия, характеристика опасных экзогенных процессов 56
2. Почвенные условия территории 67
3. Оценка антропогенной нарушенное территории 75
4. Комплекс основных мероприятий по охране геологической среды и почвенного покрова 80
Глава 3 Разработка технологии применения бентонитовых составов при рекультивации отработанных песчаных карьеров
1. Технической этап рекультивации 84
2. Биологической этап рекультивации 87
3. Результаты рекультивации карьеров на основе сухих составов 97
4. Результаты рекультивации земель на основе отработанных буровых растворов 107
5. Опытная оценка фитотоксичности бентонитовых растворов, применяемых на газовых месторождениях севера Западной Сибири при ремонте скважин 123
Глава 4 Разработка технологии применения раствора поливинилового спирта (ПВС) для защиты грунтов от водной эрозии
1. Свойства водного раствора ПВС 135
2. Определение оптимальной концентрации водного раствора ПВС для придания эрозионной устойчивости песчаным грунтам 141
3. Оценка эрозионной устойчивости песков после внесения в них порошка бентонитовой глины 164
4. Определение эффективности противоэрозионной защиты песчаного субстрата при совместном использовании порошка бентонитовой глины и раствора поливинилового спирта 169
Глава 5 Рекомендации по созданию профилактического покрытия от эрозии техногенных песков и восстановлению почвенного слоя
1. Общие положения 179
2. Характеристика составов и особенности их подготовки для рекультивации техногенных и эродированных земель 184
3. Основные этапы технологического процесса 193
Заключение 204
Литература 207
- Обзор существующих методов рекультивации карьеров
- Почвенные условия территории
- Биологической этап рекультивации
- Оценка эрозионной устойчивости песков после внесения в них порошка бентонитовой глины
Введение к работе
Актуальность работы. Обустройство и эксплуатация газовых месторождений субарктической зоны сопровождаются значительным техногенным воздействием на природную среду. Освоение месторождений осуществляется в сжатые сроки: период с начала освоения до выхода на проектную мощность составляет около 10 лет. Этот промежуток времени характеризуется большой концентрацией техники, интенсивным воздействием на окружающую среду. Скорость техногенного изменения поверхностного слоя криолитозоны намного превышает скорость самовосстановления тундровых ландшафтов.
По существующим технологиям при обустройстве нефтегазовых месторождений - строительстве скважин, компрессорных станций, дорог, трубопроводов, зданий, промышленных сооружений и других различных объектов нефтегазового комплекса, отсыпка грунтом, обычно песком, на мерзлый грунт является обязательным мероприятием перед началом и во время работ. За 30 лет деятельности нефтегазовой промышленности на территории Севера образовались десятки тысяч больших и малых карьерных выработок, оказывающих отрицательное влияние на окружающую среду.
Решение проблемы рекультивации нарушенных ландшафтов на севере Западной Сибири позволит решить и проблему защиты насыпных сооружений газовой и нефтяной промышленности от опасных эрозионных процессов. В обоих случаях требуется техническая и биологическая защита песчаного субстрата от эрозии, так как на территории Западной Сибири всемерно распространены тонкодисперсные грунты. Именно из них и производят отсыпку дорог, промплощадок и дамб.
Основой технологии восстановления нарушенных ландшафтов является биологическая рекультивация. Выращивание растений на бесплодных песках является крайне трудоемким и дорогим мероприятием. Традиционная
технология мелиорации песков включает нанесение на поверхность субстрата торфа толщиной 10-15 см, его перемешивание с песчаным субстратом и известкование. Обязательно также внесение органических и минеральных удобрений.
Между тем, добыча торфа в свою очередь приводит к нарушению ландшафта и ухудшению экологической обстановки в районах торфяников. Заторфованный песчаный субстрат легко дренируется, и из него вымываются питательные вещества. Торф не связывает частицы песка и поэтому не защищает почвы от водной и ветровой эрозии.
В связи с этим представляется актуальным разработка новых более совершенных технологий мелиорации техногенных песчаных субстратов, основанных на применении экологически безопасных материалах и эффективных технологических приемах.
Цель и задачи работы. Основная цель исследований автора - разработка технологии рекультивации карьеров и защиты грунтов от эрозии на Крайнем Севере при освоении газоконденсатных месторождений с применением новых приемов, повышающих ее эффективность и экологическую безопасность.
Задачи исследований состояли в следующем.
Сбор и обобщение информации о методах технической и биологической рекультивации карьеров и закрепления эрозионных склонов со снятым почвенным слоем.
Разработка технологии рекультивации карьеров в условиях природно-климатической зоны газового месторождения Медвежье на севере Западной Сибири на основе применения сухих и мокрых бентонитовых составов.
Исследование фитотоксичности компонентов отработанных соле- и конденсато-насыщенных бентонитовых буровых растворов аналогичных растворам, применяемым на месторождении Медвежье, с целью оценки
возможности их использования при рекультивации песчаных субстратов.
Разработка технологии применения водных растворов поливинилового спирта (ПВС) с целью создания профилактического покрытия для защиты песчаных субстратов от эрозионных процессов и обеспечения благоприятных стартовых условий для растений-рекультивантов.
Разработка технологического регламента применения полимерно-бентонитовых составов для защиты песчаных грунтов от эрозии и создания почвенного слоя.
Методика исследований. Методика исследований и разработки включала: подбор рецептуры составов для мелиорации, ее опытно-производственные испытания и доработка; проведение исследований по установлению зависимости фитотоксичности компонент отработанных бентонитовых буровых растворов от их удельного содержания; опытные испытания эрозионной устойчивости песчаных субстратов от содержания в них мелиоранта (ПВС) и его влияния на водный баланс объекта мелиорации; отработку технологии рекультивации и закрепления песков на опытных площадках карьера Медвежьего газового месторождения с применением бентонитовых составов и растворов ПВС; анализ, обобщение полученных результатов и составление технологического регламента.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и двух приложений, изложена на 190 стр. текста, содержит 22 таблицы и 84 рисунка.
Благодарности. Автор благодарен за помощь в работе: к.г.-м.н., с.н.с. кафедры геокриологии МГУ И.Ю. Видяпину, студенту-практиканту геологического факультета МГУ А.В. Елисееву, к.х.н., директору ООО «Экохимтэк» Т.С. Годуновой и гл. инженеру Медвежинского газопромыслового управления И.В Мельникову. Автор так же признателен специалистам геокриологического отдела ПНИИИС за предварительное рассмотрение
диссертации и ценные предложения для ее окончательной редакции. Особую благодарность за постоянное внимание и консультации автор выражает своему научному руководителю, д.г.-м.н. В.Г. Чевереву.
#
Обзор существующих методов рекультивации карьеров
Проводимая на месторождениях Западной Сибири рекультивация нарушенных земель имеет, прежде всего, природоохранное и санитарно-гигиеническое и лишь частично сельскохозяйственное назначение (восстановление оленьих пастбищ).
Рекультивация нарушенных земель на объектах ОАО «Газпрома» до 1984 г. проводилась замедленными темпами. Лишь начиная с 2000 г. здесь произошли существенные позитивные изменения. В 1994 г. было рекультивировано и сдано землепользователям почти 7 тыс. га, в 1995 г. восстановлено 10 тыс. га нарушенных земель, из них возвращено землепользователям 7,4 тыс. га, в 1996 г. - 8,9 тыс. га. В 1997 г. рекультивировано 7,4 тыс. га, из них передано землепользователям 5,2 тыс. га [Авдеев, 1997].
Увеличение объемов работ по рекультивации нарушенных земель и сдаче их постоянным землепользователям к настоящему времени приобрело особую актуальность. Основные мероприятия, проводимые при рекультивации и возврате земель, включают: залужение земель (способ рекультивации, заключающийся в искусственном засеве семенами многолетних трав в сочетании с местными видами); озеленение территорий; снятие плодородного слоя почвы при строительстве и сохранение для последующей рекультивации нарушенной территории; берегоукрепительные работы в районе подводных переходов газопроводов; рекультивация карьеров; очистка русел рек; осушение вдольтрассовой территории; противооползневые работы.
Для будущей рекультивации земель на Ямале, нарушение которых в процессе строительства неизбежно, проведен комплекс многолетних исследований. В результате разработан ряд технологических методов инженерной и биологической рекультивации [Охрана... 1995-98].
Остается пока дискуссионным вопрос о составе и объеме требуемых рекультивационных работ. Одни специалисты практически отрицают необходимость рекультивации, что обосновывается гипотезой о самовосстановлении нарушенных ландшафтов в течение 3-4 лет, другие читают необходимым проведение полной инженерной и биологической рекультивации нарушенных территорий. Истина как обычно находится посередине. Ни тот, ни другой подход в полной мере не соответствует реальной картине. Во-первых, достаточно интенсивные процессы самовосстановления нарушенных ландшафтов в условиях Севера скорее исключение, чем правило [Ананенков и др., 2000]. Самовосстановление нарушенных ландшафтов возможно только на увлажненных плоских поверхностях, сложенных торфяниками или грунтами, имеющими в своем составе глинистую фракцию, но не на чистых песках. Во-вторых, проведение полной инженерно-биологической рекультивации часто не оправдано из-за недопустимо большого объема земляных работ, необходимости внесения больших доз торфа и удобрений.
Результаты проведенных исследований [Ананенков и др., 2000] показывают, что земли, подверженные техногенному воздействию, обладают разной степенью нарушенности, поэтому рекультивационные мероприятия необходимо разделять по классам сложности — от невмешательства в естественные природно-восстановительные процессы до полной инженерно-биологической рекультивации. Так, в каждом четвертом карьере возможны процессы естественного самовосстановления почвенно-растительного покрова. В то же время примерно для 30 % карьеров требуется проведение в полном объеме мероприятий по инженерно-биологической рекультивации. Для восстановления земель в оставшейся половине карьеров необходим ограниченный набор мероприятий биологической рекультивации. В пределах отдельно взятого карьера восстановительные мероприятия должны носить локально-территориальный характер.
В целом мероприятия по восстановлению нарушенных земель делятся натри вида: самовосстановление, биологическая рекультивация, инженерно-биологическая рекультивация. Обязательной составляющей частью всех трех видов является первичная техническая рекультивация, включающая минимальное вмешательство в естественные процессы - очистку территории от мусора и ее локальную планировку. Целью этого этапа является сглаживание и некоторое восстановление морфологии нарушенного ландшафта после выемки грунта на карьере, но главное он должен подготовить основу для биологической рекультивации, обеспечить достаточно ровный мезо- и макрорельеф, снизить интенсивность эрозионных процессов.
Таким образом, можно считать, что крайние подходы при разработке природно-восстановительных мероприятий нежелательны: они либо не приводят к конечной цели, либо являются сверхзатратными. Поэтому при составлении проектов рекультивации нарушенных земель в условиях Крайнего Севера необходим индивидуальный подход, основанный на следующих общих принципах [Дубовик и др., 1994]: - стремление к сохранению геокриологических условий местности; - приближение условий на рекультивируемых участках к естественным условиям окружающей среды; - схемы мероприятий рекультивации должны быть разработаны специально для природных условий Крайнего Севера; - как правило, использование местных злаков в качестве растений-рекультивантов; - внесение удобрений в минимальных дозах, обеспечивающих создание благоприятных стартовых условий для закрепления растений-рекультивантов, а не получения биомассы. Необходимость полного комплекса мероприятий инженерно-биологической рекультивации обычно возникает при защите инженерных сооружений от оврагообразования. При этом защита от оврагообразования сводится к составлению и реализации комплекса приемов для предупреждения, ослабления, исключения термоэрозии или полного восстановления нарушенных оврагами участков.
Рассмотрим сущность основных методов биологической рекультивации карьеров. При этом ограничимся только методами без нанесения плодородного слоя, как не неприемлемого в условиях Крайнего Севера по экологическим и экономическим соображениям.
Методы биологической рекультивации оголенной поверхности карьеров основаны обычно на: оторфовывании субстрата, задернений его демутационным способом, внесении альгофитомелиоранта, пропитке бентонитовым буровым раствором, засеве оптимальным составом растений-рекультивантов, посадке кустарников.Выращивание растений на бесплодных песках является крайне трудоемким и дорогим мероприятием. Традиционная технология мелиорации
Почвенные условия территории
В условиях избыточного увлажнения на почвообразование наибольшее влияние оказывают те факторы, которые облегчают или затрудняют сброс избыточной влаги поверхностным, грунтовым или боковым внутрипочвенным стоком. Поэтому, главными факторами, определяющими дифференциацию почвенного покрова, являются:- механический состав и строение толщи почвообразующих пород, определяющие их фильтрационные и влагоудерживающие свойства; - наличие и глубина залегания многолетнемерзлых или сезонно-мерзлых пород, зависящая от орографических особенностей и экспозиции местности, и определяющая их дренируемость; - расчленение макро- и микрорельефа, оказывающее влияние на поверхностный и внутрипочвенный сток. В соответствии с данными принципами дифференциации почв выделяются три главных почвообразующих процесса [Васильевская В. Д., Иванов В. В. И др., 1986]: - криогенез с комплексом разнообразных криогидрогенных преобразований минералов, динамических напряжений и деформаций с коагуляцией и аккумуляцией химических соединений и т.д.; - оглеение с комплексом окислительно-восстановительных явлений и цветовых деформаций почвенной массы и т.д.; - накопление и трансформация органического вещества с комплексом процессов торфонакопления, специфического гумусообразования, миграции и закрепления гумусовых веществ и т.д. Также значительно распространено подзолообразование - процесс растворения минералов и вымывания химических соединений из верхних горизонтов почв под влиянием образуемых при разложении растительности фульвокислот и промывного водного режима на дренированных поверхностях.
Все почвообразующие процессы могут протекать как самостоятельно, формируя разные типы почв, так и параллельно, замещать друг друга, чередоваться. В результате различного сочетания этих процессов и интенсивности их проявления формируется все многообразие почвенного покрова.Основными типами почв на водораздельных пространствах являются: болотные, подзолистые, глеевые и почвы торфяников.
Общие диагностические признаки группы подзолистых почв: наличие подзолистого горизонта в верхней части профиля, хорошая дренированность профиля на протяжении теплого периода, преобладание желто-охристо-бурых тонов в почвенном профиле, отсутствие признаков переувлажнения и оглеения в верхних горизонтах.Подзолистые почвы формируются на однородных или слабо и редко-слоистых песчаных и супесчаных породах, в условиях хорошего внутреннего и поверхностного дренажа.
В территориально - пространственном аспекте подзолистые почвы являются доминирующими на водораздельных пространствах. Кроме того, они занимают выпуклые и плоские вершины увалов, гряд, склоны, где образуют микро - и мезокомбинации с болотно-тундровыми и болотными глеевыми почвами.
К общим диагностическим признакам тундровых глеевых почв относятся: затрудненный дренаж почвенного профиля на протяжении всего теплого периода, преобладание серо-сизо-бурых, пятнистых ржаво-бурых и сизо-зеленоватых тонов в окраске почвенного профиля, наличие устойчивых признаков переувлажнения и оглеения. В почвенном профиле глеевых почв обязательно присутствует органогенный горизонт разной степени мощности (5-30 см) и разложенности (от торфянистого до гумусового) и минеральный горизонт в разной степени оглееный. В группе глеевых почв выделяются два типа, различающихся по строению профиля: собственно тундровые глеевые и тундровые эллювильно-глеевые.
Для тундровых глеевых почв характерно сочетание торфянистых и торфянисто-перегнойных горизонтов с недифференцированной на элювиально-иллювиальные горизонты минеральной толщей; выделение горизонтов в которой производится по степени гумусированности и оглеености. В случае эллювиально-глеевых в составе минеральной толщи выделяется элювиальный осветленный горизонт А2 [Иванова, 1962, Ливеровский, 1983].
Торфяные почвы характерны для не дренированных плоских междуречий, сложенных суглинистыми и слоистыми рыхлыми наносами и покрытых торфяниками различных типов. Можно выделить торфяные почвы, весь профиль которых развит в органогенной толще торфяной залежи, и торфяно-глеевые почвы. Торфяные отложения развиваются на протяжении всей истории формирования ландшафтов и имеют как современный, так и голоценовый возраст [Евсеева, Земцов, 1990].
Болотные (торфяно - и торфянисто-глеевые) почвы встречаются на всех орографических уровнях. На положительных элементах рельефа они вкраплены в комбинации глеевых, подзолов и других почв и занимают обводненные и заболоченные микрозападины. Обширные массивы болотных криогенных торфяно-глеевых почв приурочены к депрессиям рельефа -низинам, котловинам, полосам стока. Специфично для северо-таежной, лесотундровой и тундровой зон широкое распространение хасыреев -плоских котловин спущенных зарастающих озер. В центре хасырея обычно сохраняются различной величины озера, окруженные по периметру болотными массивами.
Почвенные покровы пойменных ландшафтов очень динамичны, молоды и легко уязвимы при антропогенном воздействии. Такая специфика, прежде всего, обусловлена своеобразием экофона в этих ландшафтах: дифференциацией по экологическим зонам и по вертикальным экологическим поясам, а также условиями дренируемости почвогрунтов.
В связи с широким распространением различных эрозионных процессов большое значение имеет поверхностный сток с водосборных площадей, который сносит огромное количество взвешенных частиц и растворенного вещества. Поэтому, на пойменное почвообразование оказывают влияние процессы гидрогенной аккумуляции, и в прирусловой полосе, где режим аллювиальности наиболее выражен, формируются слоистые разности аллювиальных почв.
Биологической этап рекультивации
После полного завершения технического этапа осуществляется биологическая рекультивация нарушенных земель. Задачей биологического этапа рекультивации является стимулирование восстановления зонального вторичного биогеоценоза. Она включает в себя комплекс агротехнических мероприятий по улучшению питательного режима рекультивационного слоя для растений.
В период проведения биологического этапа создается сплошной растительный покров, способный закреплять эродируемые поверхности, предотвращать отрицательное воздействие на окружающую среду, уменьшать испарение грунтовых вод, очищать атмосферу от углекислого газа, а также пополнять кормовую базу.
Период биологической рекультивации можно рассматривать как природовосстановительный процесс, проходящий в две стадии. Первая стадия - интенсивная. Ее задачей является противоэрозионная защита техногенного субстрата и развитие почвенного плодородия в техногенных грунтах. Это достигается залужением, созданием многолетнего травянистого сообщества и продолжается от 3-х до 5 лет. В природных условиях такой процесс протекает длительный период. Сокращение начальной стадии сукцессии достигается с помощью интенсивных агрокультурных мероприятий с применением многолетних трав, минеральных удобрений и биостимуляторов. На первой стадии формируется устойчивое травяное сообщество и адекватная ему почва, фауна, восстанавливается биологический круговорот органического (растительного) вещества. В результате сравнительно быстрого задернения безжизненного субстрата формируется новый биопродуктивный слой, почва и предотвращается эрозионный процесс. Таким образом, в условиях Крайнего Севера первая стадия рекультивации является подготовительной, позволяющая довольно быстро ликвидировать негативные последствия масштабных техногенных воздействий. Стадия заканчивается снятием интенсивного агрокультурного режима и началом естественного развития зональной вторичной экосистемы.
На второй стадии биорекультивации травянистое сообщество постепенно замещается на естественный вторичный зональный биогеоценоз в течение 15-20 лет. В течение второй стадии - экстенсивной (или ассимиляционной по И.Б. Арчеговой) проводятся лишь периодические наблюдения с целью ограничения повторного техногенного воздействия на восстановленный ландшафт.
Нашей главной задачей было ускоренное создание сплошного травостоя на рекультивируемых грунтах, то есть через месяц после сева трав должен был появиться устойчивый растительный покров. Для этого проводился ряд агротехнических и агрохимических мероприятий.
Вначале выполнялась предпосевная обработка грунтов. Крутые склоны карьеров № К-5 и № К-6 (более 30 градусов) для предпосевной обработки грунтов представляли собой очень сложный вариант. До недавнего времени было нереально проводить посев на таких крутых склонах, так как гусеничные трактора по технике безопасности не способны агрегатировать сельхозтехнику в этих условиях.
Использование на Медвежьем месторождении новых гусеничных машин ТМ-1, предназначенных для различных транспортных потребностей в условиях тундры позволило использовать их для агрегатирования агротехники на крутых глинистых склонах карьеров. Гусеницы ТМ-1 обеспечивают низкое давление на грунт, не проваливаются и не утрамбовывают поверхность. Поэтому, проведение боронования склонов карьеров и даже посев сухих смесей с использованием машины ТМ-1 оказалось очень эффективным при проведении биологической рекультивации.
Боронование грунтов было проведено с помощью специально изготовленной тяжелой зубовой бороны типа БЗТС-1,0 (рис. 3.2). Каждый зуб бороны представлял собой металлический стержень длиной 16 см, заостренный снизу. Ширина захвата бороны - 3 м, число зубьев - 20, вес бороны более одной тонны. Борона, агрегатируемая машиной ТМ-1, обеспечивала вертикальное рыхление на глубину до 12 см, дробила куски грунта, вычесывала камни, палки и разный мусор, и, таким образом проводилось дополнительное выравнивание поверхности и предпосевная подготовка.
На протяжении многих лет, в том числе по природоохранным программам ОАО «Газпром», биологическая рекультивация, разрабатывалась, как правило, биологами. Поэтому, главное внимание уделялось растениеводству, то есть изучению посевного материала. Способность растений переносить морозные продолжительные зимы в тундровой зоне тщательно изучалась в научных учреждениях Крайнего Севера, подтверждалась многолетними испытаниями в районах Севера и даже на Ямале (гл.1). Получен очень важный материал по подбору видов растений, по нормам высева смесей, по влиянию антропогенного воздействия на растительность, по восстановлению биогеоценозов после залуження грунтов, по применению минеральных удобрений при рекультивации земель и другие направления. Испытание видов растений для целей рекультивации техногенных земель на Севере до сих пор является одной из важнейших проблем в работах ЯСХОЗ (г. Салехард), НИИ биологии Коми НЦ Ур АН (г. Сыктывкар).
В данной технологии мы пользовались рекомендациями по выбору видов растений для проведения биологической рекультивации и подбирали сложный состав смеси семян многолетних злаковых трав. Предпочтение отдавали сортам семян, произведенных в Сибири. Состав смеси семян, использованной при рекультивации карьеров К-6, К-6, К-38 был следующий: кострец безостый, овсяница красная, овсяница овечья, овсяница луговая, овсяница тростниковидная, ежа сборная, райграс пастбищный, райграс однолетний.
Содержание в смеси костреца безостого, как наиболее продуктивного по нашим данным растения-рекультиванта, составляло до 50 %. Остальные семена многолетних трав были взяты примерно в равных количествах. Добавление в эти смеси других семян, рекомендованных специалистами по Крайнему Северу - лисохвоста лугового, лисохвоста тростниковидного, бекмании обыкновенной, канареечника тростниковидного, волоснеца сибирского и др., а также дикорастущих местных трав, ромашки Гукера, вейника наземного, луговика северного и других видов трав оказало положительное влияние на зарастание грунтов карьеров и выживаемость растений после продолжительной зимы в условиях Крайнего Севера.
Наши наблюдения за естественным восстановлением растительности на карьерах и техногенных насыпях показали, что к первопроходцам в освоении практически безжизненных песчаных субстратов в местной природно-климатической зоне можно отнести иван-чай. Это растение неприхотливо, размножается как отростками от корней, так и семенами.
Оценка эрозионной устойчивости песков после внесения в них порошка бентонитовой глины
Для опытных работ по второму направлению было выделено три экспериментальные площадки. Схема размещения площадок представлена на Опытные работы состояли в следующем.- Обработка площадок бентонитом и последующие испытания на размыв. Удельное содержание бентонита в песке было принято: 1 кг/м2, 2 кг/м2 и 4 кг/м2.- Отбор образцов грунта и исследование коэффициента фильтрации смеси песка и бенто-порошка к воде и раствору ПВС различных концентраций.
Второе направление разрабатывалось ввиду того, что на сегодняшний день для рекультивации карьеров нами используется перспективный метод добавки бенто-порошка в песчаные грунты. Это делается с целью уменьшения фильтрационных характеристик техногенных песков, увеличения их водоудерживающей способности, для снижения вымывания из формирующейся почвы минеральных удобрений и т. д. Этим самым в безжизненный песчаный субстрат вносится ценный почвообразующий компонент - монтмориллонит преобладающий минерал в бентоните.
Добавка бентонита придает песку некоторую связность, что улучшает его противоэрозионные свойства. В качестве одной из частных задач нами определялась степень защиты склонов от эрозии только за счет добавки бентонита в песок, то есть необходимо было установить насколько обоснованно применение для этой цели поливинилового спирта и нельзя ли обходиться только бентонитовым порошком.
Для решения поставленной задачи было создано 3 площадки. Одна из них размером 1x2 м была предназначена для испытания покрытия, созданного смесью техногенного песка и бенто-порошка в количестве 2 кг/м , такая концентрация представлялась нам наиболее предпочтительной по надежности согласно результатам проведенных нами предварительных опытов в лаборатории.
Для грунта с содержанием бентонита 1 кг/м отмечается слишком глубокое проникновение полимера, что может понести за собой перерасход мелиоранта и небольшой закрепляющий эффект. С другой стороны при содержании бенто-порошка в песке 4 кг/м отмечается слишком медленное впитывание раствора в песок, что очевидно при поливе приведет к его стеканию по склону. Поэтому для варианта с содержанием бентонита в количестве 2 кг/м выделен наиболее представительный по площади участок. Для остальных концентраций выделены участки 1x1 м2 и они были использованы в основном для сравнения. Подготовка площадок с бенто-порошком была однотипной и отличалась лишь количеством вносимогопорошка. Технология предварительной подготовки и дальнейшего испытания для площадок 6-8 была однотипной и в полной мере представлена при описании участка 6.
Участок 6. Дата создания: 01.08.03 г. Обработан 1 кг/м2 бенто-порошка.На разрыхленную граблями площадку равномерно насыпано заданное количество бентонита, который перемешан с песком в слое 5 см. Испытания покрытия на эрозионную устойчивость проведены 12 августа.
Поверхность испытывалась водным потоком с дебитом 0,6 л/с в течение 30 секунд. Под лотком образовалась канава шириной 35 см и глубиной до 7 см. За ней в низ по склону образовался шлейф шириной около 30 см и глубиной до 3 мм, причем поверхность размывания сохранила волнистый после граблей первоначальный рельеф (рис. 4.20).Участок 7. Обработан 4 кг/м бенто-порошка.
Под лотком образовалась канава шириной 30 см и глубиной до 4 см. За ней протянулся шлейф шириной около 30 см, на котором осел вынесенный из промоины материал. Видимого размыва за рытвиной не наблюдалось (рис. 4.20).Участок 8. Обработан 2 кг/м бенто-порошка.
Под лотком образовалась канава шириной 35 см и глубиной до 6 см. За ней протянулся шлейф шириной около 30 см и глубиной до 3 мм, причем поверхность размывания сохранила волнистый первоначальный рельеф (рис. 4.20).
