Оцінка масштабів змін рельєфу під впливом природокористування та система заходів, спрямованих на оптимізацію екологічного стану Камя’
ЗМІСТ
Вступ…………………………………………………………………
Розділ
1. Теоретичні засади та методика польових
еколого-геоморфологічних досліджень……………………………………………………
Розділ 2. Природно-географічні особливості досліджуваної території…….
2.1. Географічне розташування та походження неметалевих корисних
копалин на Закарпатті та їх основних родовищ…………………….
2.2. Геологічна та геоморфологічна характеристика родовища
Камя’ницьких андезитів…………………………………………….
2.3. Оцінка промислових запасів корисних копалин кар’єру …………
Розділ 3. Камя’ницький кар’єр як форма техногенного рельєфу
3.1.
Історія промислової
3.2. Опис кар’єру згідно існуючих наукових класифікацій……………
3.3. Технологічний процес виробництва на Камя’ницькому
щебеневому заводі…………………………………
Розділ
4. Оцінка масштабів змін рельєфу під
впливом природокористування та система
заходів, спрямованих на оптимізацію екологічного
стану Камя’ницького родовища
Висновки…………………………………………………………
Список
використаної літератури
……………………………………………...
Вступ
Актуальність теми. За останні 50 років людина змінила багато складових ландшафту, зокрема рослинний і тваринний світ, ґрунти, рельєф території. Апетити людства щодо багатств природи зростають з року в рік. Ми все більше видобуваємо з надр Землі корисних копалин, забруднюємо поверхневі води, атмосферу, тобто змінюємо рельєф, який відіграє дуже важливу роль у формуванні екологічного стану території. Виїжджаючи за місто неодноразово спостерігала за розробками, які ведуться в Кам’яницькому родовищі андезитів та відвідала щебеневий завод, який функціонує при даному родовищі. Дійсно, за останні роки на території кар’єру стались суттєві зміни: збільшилась площа використаних (знищених) земель, рекультиваційні роботи проходять вкрай нераціонально, завод працює на старому обладнанні, в ході робіт відвалюється велика частина пустих порід, обводнюються нижні ґрунтові шари, що утруднює виробіток. Все це призводить і до порушення екологічної рівноваги довкілля досліджуваної нами території. Тому, на мою думку, сьогодні є дуже актуальним дати оцінку екологічного стану кар’єру та розробити систему заходів щодо покращення стану довкілля.
Мета і завдання дослідження. Метою роботи є здійснення еколого-геоморфологічного аналізу Кам’яницького кар’єру, визначення масштабів змін під впливом природокористування та розроблення системи процесорегулювальних заходів. Для досягнення мети вирішувалися завдання, що полягають в:
1) оцінці геологічної та геоморфологічної будови території родовища на Закарпатті; 2) в проведенні його класифікації відповідно до існуючих наукових стандартів оцінки кар’єрів; 3) оцінюванні ролі господарської діяльності людини на досліджуваній території; 4) врахування величини впливу природних і техногенних чинників, що дестабілізують екологічну ситуацію в межах кар’єру та визначення ролі морфометричних особливостей рельєфу, поширення спектру сучасних геоморфологічних процесів; 5) обґрунтування оптимізаційно-господарських заходів щодо покращення стану довкілля даної території.
В якості об’єкта досліджень виступає техногенний рельєф, що утворює природно-антропогенну систему в межах Кам’яницького кар’єру.
Предметом дослідження є природні та антропогенні чинники впливу на еколого-геоморфологічні наслідки взаємодії геоморфологічних та господарських систем досліджуваної території.
В основу роботи покладені матеріали власних польових досліджень Кам’яницького кар’єру, а також архівні та статистичні дані, представлені дирекцією щебеневого заводу, та аналіз картографічних матеріалів, а також аерофотознімки 80-х років.
Новизна роботи полягає в тому, що вперше за багато років для досліджуваної території дано аналіз спектру сучасних геоморфологічних процесів та антропогенних чинників, які впливають на формування екологічного стану Кам’яницького кар’єру, оскільки дана територія слабо вивчена в зв’язку з недостатньою матеріально-технічною базою, яка не може забезпечити комплексну оцінку взаємозв’язку внутрішніх (геолого-тектонічних) та зовнішніх (гравітаційних сил), які впливають на формування, розвиток та стан геоморфологічних об’єктів, зокрема кар’єру, який ми досліджували.
Обсяг і структура роботи. Науково-дослідницька робота складається є вступу, чотирьох розділів, висновку та списку використаних джерел літератури, різночасових фотографій.
Дана робота розкриває питання теоретичних основ геолого-тектонічних особливостей досліджуваної території, її впливу на формування та розвиток цікавого геолого-геоморфологічного об’єкту, який перспективно використовувати в промисловому виробництві.
Автор вдячний дирекції Кам’яницького щебеневого заводу за допомогу у наданні цікавих (навіть історичних) матеріалів, які пов’язані із вивченням даного техногенного об’єкту.
Розділ
1. Теоретичні засади
та методика польових
еколого-геоморфологічних
досліджень
Значне техногенне навантаження на рельєф території Закарпаття спричиняють кар’єри та відкриті родовища. Аналіз складеної нами таблиці розміщення кар’єрів та відкритих рудників (табл. 1) свідчить, що у Закарпатській області є 112 кар’єрів та рудників, зокрема у Берегівському районі - 17, Великоберезнянському - 2, Виноградівському - 13, Воловецькому - 1, Іршавському - 10, Міжгірському – 6, Мукачівському - 11, Перечинському - 6, Рахівському - 9, Свалявському - 3, Тячівському - 10, Ужгородському -10, Хустському – 14. З них 52 не розробляється або розробляється епізодично. У структурно-тектонічному відношенні 14 розташовано в зоні Флішових Карпат, 11 - у зоні Закарпатського глибинного розлому, 4 – у Мармарошському кристалічному масиві та 54 в Закарпатському внутрішньому прогині. Кар’єрне навантаження практично відсутнє у гірських районах Рахівського, Тячівського, Воловецького районів. Показник щільності кар’єрів і родовищ є високим у Берегівському, Виноградівському, Хустському районах (від 0,1 до 0,3 штук/км2) (Габчак, 2006). Слабка техногенна напруга з показником 0-0,1 штук/км2 виокремлює Ужгородський, Мукачівський та Перечинський райони.
Промислова розробка мінеральної сировини (переважає будівельна) призводить до порушення рельєфу, вилучення земельних угідь, пошкодження ґрунтового покриву, забруднення довкілля, активізації схилових екзогенних процесів тощо.
Тому однією із важливих проблем геоморфологічних досліджень є вивчення кількісних і якісних характеристик Кам’яницького кар’єра, що пов’язані з процесами сучасної денудації та процесів рельєфоутворення.
Під
сучасними геоморфологічними
Працюючи над даним питанням, ми на початковому етапі досліджень ознайомились з різними науковими поглядами та розглянули теоретичну основу самого поняття „кар’єр.”
Кар’єри – одна з форм рельєфу техногенного походження. Генезис кар’єрів зумовлений видобуванням певної корисної копалини відкритим способом.
Кар’єри створюються людиною здавна. Початок цього процесу поклала будівельна промисловість – потреба в будівельному камені, а з початком промислової революції кар’єрний спосіб добування корисної сировини стає найдешевшим і більш простим, визнається одним з головних у гірничо-видобувній галузі.
Належність кар’єрів до техногенного рельєфу зумовлено застосуванням технології і техніки для розкриття земної поверхні та виймання із земної кори певного об’єму гірської маси. З останнім пов’язано виникнення на поверхні Землі западин. Під час промислової роботи кар’єру, а особливо після його закриття, він перебуває під впливом суто природних екзогенних геоморфологічних процесів. Тому поверхня кар’єрів ускладнюється посттехногенними формами.
Для класифікації кар’єрів виділяють такі показники, як будова і складність, глибина, форма, місце розташування, замкненість та вид мінеральної сировини, що видобувається [7].
Класифікація за будовою і складністю. За цим показником кар’єри поділяють на дві групи – прості та складні.
Прості складаються з двох
основних морфологічних
Складні кар’єри, на відміну від попередніх, мають терасовані борти. До кар’єрних терас (берм) входить нахилений майданчик, бровка тераси, обривистий або крутий уступ та підніжжя. Крутизна уступів і висота терас визначаються фізико-механічними властивостями гірських порід. Для пухких осадових відкладів висота уступів становить 10-12м, кут уступу – 30-35 градусів. Для скельних порід та руди, відповідно, 15м і до 55-60 градусів . Ширина кар’єрних терас дорівнює 12-15м з дорогами, без доріг - до 5м. Кількість терас залежить від глибини самого кар’єру.
До системи складних кар’єрів відносять також робочі видобувні майданчики, які знаходяться на бортах. Ширина їх коливається в межах 35-75м. Складні кар’єри мають по два або кілька робочих майданчиків. Днище складних кар’єрів, як правило, вирівняне та звужене, тому переважна частина площі поверхні припадає на борти.
Класифікація за глибиною. За цим показником кар’єри поділяють на 4 групи:
1) неглибокі – до 50м глибини; це переважно піщані, глинисті, іноді
вапнякові кар’єри;
2) середні – глибина 50-150м – гранітні, рудні та залізорудні кар’єри;
3) глибокі – 150-250м глибини;
4) надглибокі – глибина від 250м і більше.
Глибина кар’єрів визначається потужністю родовища корисної копалини, її видом, технологією видобування, тривалістю промислової експлуатації та рентабельністю відкритих розробок.
Класифікація за формою в плані: округлі, видовжені, серцеподібні, яйцеподібні, овальні, неправильні. Просторова форма кар’єру залежить від геологічних умов залягання мінеральної сировини, а тому визначається геоструктурно.
Класифікація за місцеположенням. Стосовно великих форм рельєфу всі кар’єри можуть бути поділені на гірські, передгірні та рівнинні. Але такий підхід є неповним без аналізу територіального розміщення кар’єрів на локальному рівні. Так, за цим показником кар’єри можна поділити на 3 типи:
1) вододільні – розташовані в межах вододілів та привододільних схилів,
2) схилові – на схилах річкових долин або балок, хребтів або пагорбів;
3) донні – на днищах великих балок, заплавів річок.
Вододільні кар’єри в плані мають замкнений характер разом з однією або кількома в’їзними траншеями. До них необхідно віднести, наприклад, залізорудні, гранітні та великі рівнинні вапнякові кар’єри. Подібною організацією вирізняються і донні кар’єри. Форма схилових кар’єрів – незамкнена. Переважно ниркоподібна чи неправильна, зовнішнім боком вони відкриваються до навколишньої території. Схилові кар’єри рідко великі, здебільшого це невеликі утворення з видобуванням будівельних матеріалів: вапняків, піску, глин, суглинків, каменю.
Класифікація за замкненістю. Випливає з логіки попередніх міркувань. За замкненістю контуру виділяються два типи кар’єрів – замкнені і незамкнені.
Класифікація за видом мінеральної сировини, що в них добувається. На території України можна виділити такі типи кар’єрів: залізорудні, кам’яні, вапнякові, вугільні, піщані, глинисті, суглинкові.
Після закладання кар’єру і, особливо, після закінчення його експлуатації відбуваються процеси саморозвитку цієї форми рельєфу. У межах кар’єру спостерігаються суто природні явища рельєфоутворення екзогенного походження, пов’язані з дією рухливої води, вітру, вивітрюванням та гравітаційної енергії. Ці процеси є побічними, вони незапрограмовані, можуть вважатися посттехногенними, бо накладаються на поверхню кар’єру. Посттехногенні форми виникають переважно на бортах кар’єрів.
Найбільш характерними формами
посттехногенного рельєфу в
Вивчення кар’єрів має велике ландшафтознавче, геоекологічне та прикладне значення. У межах кар’єрів формуються специфічні антропогенні ландшафти Після відпрацювання кар’єри можуть бути вдруге використані в різних напрямах – від рекреаційного (створення водоймищ) до заповнення відходами виробництва та відвальними масами [7].
Основні методи моїх досліджень – польові спостереження (візуальні та інструментальні), які проводились з метою вивчення геоморфологічного стану Кам’яницького родовища і збору фактичного матеріалу.
Під час візуальних спостережень мною було оглянуто і описано рельєф навколо кар’єра, замальовано оголені заслонення гірських порід, описано їх фізичні властивості. Під час досліджень також використав найпростіші інструменти: геологічний молоток, гірський компас, рулетку, планшетку тощо.
Позитивом було те, що ми змогли проаналізувати старі аерофотознімки 80-х років, які дали нам просторове уявлення про ту площу і обсяг видобувних робіт у 80-х роках і можливість порівняти з сьогоденням.
Фактично наземні маршрути можна поділити на три основні етапи: 1) попередній; 2) основний; 3) заключний.
Попередній етап за короткий термін часу дозволив зібрати дані про загальний характер рельєфу кар’єру і умови роботи в ньому, прохідність, прояв сучасних екзогенних процесів, потужність пластів породи тощо.
Основні маршрути були здійснені з метою планомірної зйомки району, корекції намічених маршрутів, вибору місця для детального вивчення.
Заключні маршрути здійснені з метою підсумування і узагальнення результатів проведених польових робіт, перевірка і уточнення висновків, складеної картосхеми, фотографування тощо.
На завершення відмітимо, що велика кількість
методичних прийомів, сукупність геоморфологічних
досліджень дало можливість дати детальну
еколого-геоморфологічну характеристику
території досліджень з визначенням форм
техногенного рельєфу, а також оцінкою
просторового поширення сучасних геоморфологічних
процесів.
Розділ 2. Природно-географічні особливості досліджуваної території
Закарпатська область є найменшою областю України за площею та кількістю населення, її площа 12,8 тис.км2, а населення – 1257,7 тис.чол.
Більше 2/3 території Закарпаття займають гори. Область розташована на західних схилах Українських Карпат і на прилеглій до них Закарпатській низовині, що є частиною Середньодунайської низовини. Гірська частина включає 3 групи хребтів з більш похилими західними схилами, які порізані долинами річок. В центрі – ланцюг Полонинських гір з плоскими вершинами – полонинами, які вкриті гірськими луками і використовуються як пасовища. На північ від Полонинських гір знаходяться Горгани, розділені річкою Мокрянка на Західні і Східні Горгани. Їх хребти вузькі, схили гір круті, гребні кам’янисті. Висота гір у західній частині 1500-1700м тут водозбір річок Теребля, Ріка, Мокрянка. На сході області, в районі Свидовця і Чорногори, розташована найвища частина Українських Карпат. Найвища гора – Говерла (2061м). На південь від ріки Біла Тиса, простягаються Гуцульські Альпи, окремі вершини яких сягають вище 2000м. У південно-західній частині маємо Вигорлат-Гутинський хребет, з висотою 700-1000м. Долини річок розділяють хребет на окремі невисокі гірські масиви, що знижуються в південному напрямку.
Закарпатська низовина має висоти до 120м, а також окремі вулканічні утворення – Чорна Гора (568м), гора Шаланка (371м), та інші, що виділяються на фоні рівнинного рельєфу. На межі Вигорлат-Гутинського і Полонинського хребтів знаходиться Тур’янська долина.
Формування Карпатських гір відбувалось впродовж двох циклів. Спочатку виникли геосинклінальні* прогини,
*Геосинкліналь
– вузькі, довгі ділянки земної
кори яким характерні тривалі
інтенсивні опускання і
а згодом відбувалося переміщення утворених порід і геоморфологічне оформлення гір. Карпати мають багатоповерхову будову. Нижній поверх відносять до докембрійського періоду. Він має кристалічний фундамент. Потужність його близько 20км на межі Карпат, під Карпатами – 40-50км. Потужність другого поверху в Закарпатському прогині складає 12км і знаходиться на глибині 7км від поверхні. Другий поверх є фундаментом гір. В мезозойсько-кайнозойську еру сформувався третій поверх шляхом накопичення осадових матеріалів, піщаних і глинистих. Товщина його складає від 2 до 9км. 25млн років тому, у другій половині кайнозойської ери прогинання карпатської геосинкліналі змінились її підняттям. Це привело до сильних деформацій товщ третього поверху. Піднесення Карпат відбувалось одночасно з опусканням Закарпатського і Прикарпатського прогинів, які заповнювались моласами – товщею осаду гірської породи, що накопичуються в міжгірських прогинах при руйнуванні гір. Їх товщина становить 5-7км. Це четвертий структурний поверх Карпат.
Утворення Карпатських гір супроводжувалось глибинними розломами земної кори. Це є передумовою розвитку вулканічної діяльності, землетрусів.
В
останній період розвитку
Клімат Закарпаття є помірно континентальним з достатнім і надмірним зволоженням, нестійкою весною, не жарким літом, теплою осінню і м’якою зимою. Опади розподіляються нерівномірно протягом року і по всій території. Перший максимум опадів припадає на літні місяці, коли дуже часті грози, а другий – на осінні місяці. Мінімум опадів випадає у лютому. Середньорічні опади коливаються в межах 600-1500мм (на рівнинах до 600-800, а у горах – 1000-1500мм ). Бувають роки підвищеної вологості, коли за рік випадає 1600-2400мм опадів. У ці роки частішають паводки, які є характерними для гірських Карпат. Найбільшої шкоди завдали, наприклад, паводки у листопаді 1998 і у березні 2001р.
В Закарпатті у низинах, переважають дерново-підзолисті, дерново - опідзолені глеєві, лугові ґрунти. Заплави річок зайняті дерново-алювіальними ґрунтами, а в передгірній зоні домінують бурі та бурі гірсько-лісові підзолисті та опідзолені ґрунти. У горах поширені бурі гірсько-лісові ґрунти з глибокими та середніми заляганнями гірських порід. На полонинах ґрунти щебенюваті і торфовані.
Рослинний світ Закарпаття дуже різноманітний. Це зумовлено неоднаковою формою рельєфу, різною висотою над рівнем моря. В залежності від висоти виділяють 5 поясів рослинності для кожного з яких характерний свій особливий тваринний світ [11].
Отже, виходячи з вищенаведеного,
ми переконались, що на території Закарпаття
сформувався багатий природно-ресурсний
потенціал, який може використовуватись
людиною в рекреаційно-промислових цілях.
2.1.
Географічне розташування
та походження
неметалевих корисних
копалин на Закарпатті
та їх основні
родовища
Складна геологічна будова Закарпаття зумовила формування різноманітних корисних копалин, зокрема велику кількість нерудної сировини. Ми знаємо, що залежно від способу формування гірських порід розрізняють магматичні, осадові та метаморфічні. У даній роботі нас цікавлять саме магматичні гірські породи (їх ще називають глибинними), які утворились з магми* і в певний час вони були вивержені з надр Землі вулканічними процесами, або утворились в земній корі під час гороутворення.
*Магма – вогне-рідинний розчин, що складається з багатьох розчинених одна в одній речовин – вуглекислоти, кремнекислоти, вуглезему, кремнезему, глинозему та ін., які виходять із надр землі під величезним тиском.
Вчені вважають, що Вигорлат-Гутинський хребет має саме вулканічне походження. Вулканізм породжує велику кількість різноманітних нерудних корисних копалин, які використовуються як будівельні матеріали: туфи, ліпарити, базальти, андезити та ін. [5].
На території Закарпаття, у цій його частині, що лежить на Вигорлат-Гутинської вулканічній гряді, детально розвідано 16 родовищ андезиту* і андезито-базальту. Станом на 2.09. 2009 року промислове використання проводиться тільки в 6-ти родовищах. Це - Шелестівське, Кіровське, Рокосовське, Королівське, Оріховське та Кам’яницьке. Деякі з них розробляються частково. Промислове використання Кам’яницького родовища андезитів відбувається тільки на ділянці Кам’яниця-I, а родовище Кам’яниця-II поки що не розробляється.
Кам’яницьке родовище андезитів розташоване в Ужгородському районі Закарпатської області, в 12-ти км на північний схід від м.Ужгород, і в 0,5км від залізничної станції Кам’яниця. Південніше родовища на відстані 1км розташований автомобільний шлях Львів – Ужгород – Чоп. Найближчими населеними пунктами до родовища є с.Кам’яниця в 800м на південний захід, с. Ворочево у 3-х км на південний схід. Район густозаселений. Населені пункти зв’язані між собою шосейним шляхом.
З точки зору геоморфології родовище розташоване на південному схилі гори Дрінової, витягнутої в субширотному напрямку, на водорозділі між Сирим та Сухим Потоками, які течуть меридіально. Родовище займає площу приблизно в 53,3га.
2.2. Геологічна і геоморфологічна характеристика Кам’яницьких андезитів.
Щодо геологічної будови родовища, то в його формуванні відіграли важливу роль нижня і середня пачки анталовського комплексу.
*Андезит
– гірська порода , назва походить
від назви гірського масиву
Анди у Південній Америці. Це
вивержена щільна виливна
Її нижній горизонт складений прошарком лавобречкій* невеликої товщини і є підстилаючим шаром корисної товщі. За даними геологорозвідувальних робіт товщина цього горизонту складає не менше 100м.
Верхній горизонт верхньої пачки поданий пластом дрібно порфировидного андезиту, який є основним корисним покладом на ділянці, що розробляється. Максимальна його товщина 82м, мінімальна товщина 37м (в північно-західній частині кар’єру). Для андезитів цього горизонту характерна плитчаста структура, товщина плит від 5 до 40-50см. Поклад розбитий системою тріщин, є зони підвищеної тріщинуватості.
Середня пачка анталовського періоду в межах розвіданої дільниці подана нижнім горизонтом, який покриває потік андезиту основної корисної товщі на промисловій дільниці родовища. Цей горизонт являє собою чергування потоків андезитових туфів, лавобречкій і андезитів. Загальна його товщинп на дільниці сягає 78м. Товщина потоків андезитів, які є корисною товщею, досягає 48м, зменшуючись у західному напрямі до 9,7м і у східному – до ноля. Тут андезити є темно-сірою, іноді чорною породою.
Корисну товщу верхніх шарів складають два потоки товщиною 4,2 і 12,2м, розділених прошарком туфів товщиною 5-12м.
Розкривні породи на розвіданій частині родовища двох видів: рихлі і скельні. Рихлі породи в основному представлені суглинками, також місцями зустрічаються глини товщиною від 1,4 до 4м. В верхній частині суглинки гумусовані. Товщина гумусового шару сягає 10-40см.
*Брекчія – від італ.
«брекчі» - пролом. Ця уламкова гірська
порода складаеться зі сцементованих
гостроребристих частин іншої породи,
розмірами не менше 2 см.
