Информационное обеспечение оценки экологического состояния нарушенных земель угольными разрезами Новосибирской области

УДК 622.85:622.33.012.3(571.14) © И.В. Зеньков, Б.Н. Нефедов, В.В. Жукова, Е.В. Кирюшина, В.Н. Вокин, 2019

Информационное обеспечение оценки экологического состояния нарушенных земель угольными разрезами Новосибирской области

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-6-109-111

В статье представлены результаты оценки экологического состояния нарушенных земель на месторождениях Гор-ловского угольного бассейна в Новосибирской области. При использовании средств объективного контроля экологии нарушенных земель установлено отсутствие работ по их рекультивации и в то же время - экологически приемлемое самовосстановление растительного покрова на территории породного отвала, отсыпаемого более 40 лет. Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, Новосибирская область, угольные разрезы, породные отвалы, нарушенные земли, растительные экосистемы.

ВВЕДЕНИЕ

В Российской Федерации на территории Новосибирской области открытым способом разрабатывают запасы высококачественных антрацитов Горловского бассейна. В настоящее время на юго-востоке и востоке области работают два угольных разреза - «Колыванский» и «Ургунский», а также разрез «Горловский» в стадии консервации (рис. 1).

Производственная мощность по добыче угля действующих разрезов составляет 6,5-7 млн т в год. Начиная с середины 1970-х гг. в ходе добычи угля на территории области образовано три горнопромышленных ландшафта в виде карьеров глубиной 180-240 м и внешних породных отвалов. Добыча угля осуществляется более 40 лет, поэтому, на наш взгляд, на объектах горнопромышленного ландшафта необходимо провести оценку экологического состояния нарушенных земель.

ЗЕНЬКОВ Игорь Владимирович

Доктор техн. наук, Заслуженный эколог РФ, профессор Сибирского федерального университета, профессор ФГБУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнёва», 660037, г. Красноярск, Россия, e-mail: zenkoviv@mail.ru

НЕФЕДОВ Борис Николаевич

Канд. техн. наук, директор филиала Института вычислительных технологий СО РАН, 630090, г. Новосибирск, Россия

ЖУКОВА Валентина Владимировна

Инженер Института вычислительных технологий СО РАН, 630090, г. Новосибирск, Россия

КИРЮШИНА Елена Васильевна

Канд. техн. наук, доцент

Сибирского федерального университета,

660041, г. Красноярск, Россия

ВОКИН Владимир Николаевич

Канд. техн. наук, профессор Сибирского федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

Горно-геологическое строение угольных месторождений бассейна обусловило постоянную разноску бортов карьеров в ходе добычи угля и отсыпку вскрышных пород во внешние отвалы. На всех угольных разрезах используют экскаваторно-автомобильные комплексы карьерных гидравлических экскаваторов и экскаваторов типа ЭКГ с вместимостью ковша в диапазоне 2-15 м3 с автосамосвалами грузоподъемностью 30-220 т.

Вопросы, касающиеся восстановления экологического баланса на территориях, нарушенных при ведении открытых горных работ, всегда волнуют общественное сознание. Поэтому решению подобных вопросов в нашей стране и за рубежом в последние годы уделяется большое внимание. Оценке восстановления экологии на территориях с объектами горнодобывающей промышленно-

Рис. 1. Фрагмент космоснимка Новосибирской области с расположением угольных разрезов, 2018 г.

- техногенные водоемы;

- участки без растительного покрова;

| - вскры-

тые или отработанные угольные пласты; |

растительного покрова; | | - участки с травянистой растительностью; ки с кустарниковой растительностью; - участки под древесной растительностью

- участки с признаками восстановления

- участ-

Рис. 2. Фрагменты космоснимков поверхностей исследуемых объектов горнопро мышленного ландшафта с результатами дешифрирования (июль, 2018 г.): а - разрез «Колыванский»; б - разрез «Горловский»; в - разрез «Ургунский»

сти, решению экологических проблем посвящено множество работ [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]. Но, несмотря на большой объем научных исследований, по-прежнему отсутствуют работы, посвященные оценке экологии земель, нарушенных в ходе добычи угля на месторождениях Горловского бассейна в Новосибирской области.

На момент оценки общая площадь нарушенных земель составляла 2213,9 га. Получить картину экологического состояния территорий с открытыми горными работами позволяет оценка, основанная на использовании космических технологий дистанционного зондирования природных экосистем. Космические снимки исследуемой территории размещены на официальных сайтах: Global Land Cover Facility (GLCF); United States Geological Survey (USGS). В ходе обработки космоснимков выполнено их дешифрирование с выделением границ классов ландшафта (рис. 2).

Добыча угля разрезом «Горловский» производилась с середины 1970-х годов и закончилась в 2012 г. На отвале площадью 133,8 га, отсыпанном восточнее карьера, находятся участки с травянистой растительностью площадью 24,9 га, а также под смешанным лесом площадью 29,4 га, представленным березняком с небольшой примесью сосен. Коэффициент самовосстановления растительного покрова находится на довольно высоком уровне - 0,683. В карьере и на отвале, отсыпанном западнее карьера, общей площадью 146 га, по данным ДЗЗ, выявлены участки с признаками восстановления растительного покрова и с древесной растительностью на площади 20 и 7,4 га соответствен но. На тех участках, где сформирова н устой чивы й растительный покров горные работы и отсыпка вскрышных пород не производятся более 20 лет.

Небольшие по площади участки, в основном с признаками восстановления растительного покрова и травянистой растительностью, выявлены на породных отвалах и в действующих карьерах. Полное отсутствие растительного покрова в карьерах наблюдается ниже межуступной площадки, разделяющей второй и третий уступы.

В южном секторе Горловского бассейна добыча угля производится разрезом «Ургунский» с начала 1980-х гг. по настоящее время. В верхней части карьера на участках пло-

щадью 2,9 га в июле 2018 г. находилась травянистая растительность, и на площади 2,4 га просматривались признаки восстановления растительного покрова. На внешнем отвале площадью 269 га все виды растительного покрова находились на площади 61 га, включая 1 га древесной растительности. Коэффициент самовосстановления растительного покрова составил 0,185.

Более молодым разрезом «Колыванский» добыча угля производится с середины 2000-х годов. Горные работы производятся в двух карьерах: в северной части месторождения на площади 425 га и в южной - на площади 99,4 га. При этом вскрышные породы отсыпают в четыре внешних отвала. Общая площадь нарушенных земель составила 1194,1 га. Все виды растительного покрова занимают участки площадью 63 га. В нее входят: участки с признаками восстановления растительного покрова - 14,7 га; участки с травянистой, кустарниковой и древесной растительностью находятся соответственно на площади 39,2, 7,9 и 1,2 га. Коэффициент самовосстановления растительного покрова на всех объектах горнопромышленного ландшафта, образованного при работе этого угольного разреза, составил 0,052.

Анализ структуры восстановленной растительной экосистемы на всех объектах горнопромышленного ландшафта, образованного при разработке трех месторождений Горловского угольного бассейна, показал, что все виды растительного покрова занимают 9,51 % от общей площади нарушенных земель. При этом коэффициент самовосстановления растительного покрова по отдельным объектам (11) находится в широком диапазоне - от 0,019 на отвале, отсыпанном севернее угольного разреза «Колыванский», до 0,683 на старовозрастном отвале разреза «Горловский».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, по нашей оценке, проведенной с использованием разновременных ресурсов ДЗЗ, на территории действующих и временно не рабочего карьеров растительный покров присутствует в верхней части бортов, находящихся в нерабочем состоянии. На старовозрастном породном отвале разреза «Горловский» установлен достаточно высокий коэффициент самовосстановления растительного покрова. Этот объект можно считать индикаторным с позиции восстановления экологического баланса на территории земель, нарушенных в ходе производства добычи угля открытым способом. В целом отсутствие работ по рекультивации породных отвалов негативно сказывается на экологическом состоянии нарушенных земель, а также сдвигает равновесие экобаланса в сторону ухудшения его показателей на территории природных ландшафтов, прилегающих к открытым горным работам.

Список литературы

1. Жарко В.О., Барталев С.А., Егоров В.А. Исследование возможностей оценки запасов древесины в лесах При-

б

в

а

морского края по данным спутниковой системы РгоЬа-У // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 157-168.

2. Автоматическое распознавание используемых пахотных земель на основе сезонных временных серий восстановленных изображений Landsat / Д.Е. Плотников, П.А. Колбудаев, С.А. Барталев, Е.А. Лупян // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 2. С. 112-127.

3. Крутских Н.В., Кравченко И.Ю. Использование космос-нимков Landsat для геоэкологического мониторинга урбанизированных территорий // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 2. С. 159-168.

4. Михайленко И.М., Тимошин В.Н., Малыгин В.Д. Принятие решений о дате заготовки кормов на основе данных дистанционного зондирования Земли и подстраиваемых математических моделей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 169-182.

5. Щадов И.М., Франк Е.Я. О результатах и перспективах использования ресурсов ДЗЗ в решении прикладных задач угледобывающей отрасли в формате мировой экономики // Уголь. 2018. № 7. С. 58-61. URL: http://www.ugolinfo. ru/Free/072018.pdf (дата обращения: 15.05.2019).

6. The use of remote sensing to develop a site history for restoration planning in an arid landscape / Meshal M. Abdullah, Rusty A. Feagin, Layla Musawi, Steven Whisenant, Sorin Popescu // Restoration Ecology. 2016. Vol. 24(1). Рр. 91-99.

7. Christa L. Zweig, Susan Newman. Using landscape context to map invasive species with medium-resolution satellite imagery // Restoration Ecology. 2015. Vol. 23(5). Рр. 524-530.

8. A GIS-based decision-making approach for prioritizing seabird management following predator eradication / Stephanie B. Borrelle, Rachel T. Buxton, Holly P. Jones, David R. Towns // Restoration Ecology. 2015. Vol. 23(5), Р. 580-587.

9. Remote sensing for restoration planning: how the big picture can inform stakeholders / Susan Cordell, Erin J. Questad, Gregory P. Asner, Kealoha M. Kinney, Jarrod M. Thaxton, Amanda Uowolo, Sam Brooks, Mark W. Chynoweth // Restoration Ecology. 2017. Vol. 25(2). Рр. 147-154.

ECOLOGY

УДК 622.85:622.33.012.3(571.14) © I.V. Zenkov, B.N. Nefedov, V.V. Zhukova, E.V. Kiryushina, V.N. Vokin, 2019 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2019, № 6, pp. 109-111

Title

INFORMATION SUPPORT FOR ASSESSING THE ECOLOGICAL STATUS OF DISTURBED LANDS BY COAL CUTS IN THE NOVOSIBIRSK REGION DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-6-109-111

Authors

Zenkov I.V.1, 2, Nefedov B.N.3, Zhukova V.V.4, Kiryushina E.V.', Vokin V.N.'

1 Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation

2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

3 Branch of Institute computational technology of Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, 630090, Russian Federation

4 Institute computational technology of Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, 630090, Russian Federation

Authors' Information

Zenkov I.V., Doctor of Engineering Sciences, Merited Ecologist of the Russian

Federation, Professor, e-mail: zenkoviv@mail.ru

Nefedov B.N., PhD (Engineering), Director

Zhukova V.V., Master, Engineer

Kiryushina E.V., PhD (Engineering), Associate Professor

Vokin V.N., PhD (Engineering), Professor

Abstract

The paper presents the results of the assessment of the ecological status of disturbed lands in the fields of the Gorlovka coal basin in the Novosibirsk region. When using the means of objective control of ecology of disturbed lands, the absence of works on their recultivation was established, and at the same time - environmentally acceptable self-restoration of vegetation on the territory of the waste dump dumped for more than 40 years.

Keywords

Remote sounding of the Earth, Novosibirsk Region, Coal open-pit mines, Rock heaps, Disturbed lands, Plant ecosystems.

References

1. Zharko V.O., Bartalev S.A. & Yegorov V.A. Issledovaniye vozmozhnostey otsenki zapasov drevesiny v lesakh Primorskogo kraya po dannym sputnikovoy sistemy Proba-V [Investigation of the possibilities of estimating wood reserves in the forests of Primorsky Krai using Proba-V satellite system data]. Sovremennyye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa - Modern problems of remote sounding of the Earth from space, 2018, Vol. 15, № 1, pp. 157-168.

2. Plotnikov D.E., Kolbudaev P.A., Bartalev S.A. & Lupyan E.A. Avtomaticheskoye raspoznavaniye ispolzuyemykh pakhotnykh zemel' na osnove sezonnykh vremennykh seriy vosstanovlennykh izobrazheniy Landsat [Automatic recognition of used arable land based on the seasonal time series of Landsat reconstructed images]. Sovremennyye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa - Modern problems of remote sounding of the Earth from space, 2018, Vol. 15, № 2, pp. 112-127.

3. Krutskikh N.V. & Kravchenko I.Yu. Ispolzovaniye kosmosnimkov Landsat dlya geoekologicheskogo monitoringa urbanizirovannykh territoriy [Use of Landsat satellite imagery for geo-ecological monitoring of urban areas]. Sovremennyye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa - Modern problems of remote sounding of the Earth from space, 2018, Vol. 15, No. 2, pp. 159-168.

4. Mikhaylenko I.M., Timoshin V.N. & Malygin V.D. Prinyatiye resheniy o date zagotovki kormov na osnove dannykh distantsionnogo zondirovaniya Zemli i podstraivayemykh matematicheskikh modeley [Decisions on the date of procurement of feed on the basis of data of remote sensing of the Earth and adjustable mathematical models]. Sovremennyye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa - Modern problems of remote sounding of the Earth from space, 2018, Vol. 15, No. 1, pp. 169-182.

5. Shchadov I.M. & Frank E.Ya. O rezultatah i perspektivah ispolzovaniya resursov DZZ v reshenii prikladnyh zadach ugledobyvayushchey otrasli v formate mirovoy ekonomiki [On the results and prospects of using ERS (Earth Remote Probing) resources when solving applied tasks of the coal mining industry in the global economic format]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2018, № 7, pp. 58-61. Available at: http://www.ugolinfo.ru/Free/072018.pdf (accessed 15.05.2019).

6. Meshal M. Abdullah, Rusty A. Feagin, Layla Musawi, Steven Whisenant & Sorin Popescu The use of remote sensing to develop a site history for restoration planning in an arid landscape. Restoration Ecology, 2016, Vol. 24(1), pp. 91-99.

7. Christa L. Zweig & Susan Newman. Using landscape context to map invasive species with medium-resolution satellite imagery. Restoration Ecology, 2015, Vol. 23(5), pp. 524-530.

8. Stephanie B. Borrelle, Rachel T. Buxton, Holly P. Jones & David R. Towns A GIS-based decision-making approach for prioritizing seabird management following predator eradication. Restoration Ecology, 2015, Vol. 23(5), pp. 580-587.

9. Susan Cordell, Erin J. Questad, Gregory P. Asner, Kealoha M. Kinney, Jarrod M. Thaxton, Amanda Uowolo, Sam Brooks & Mark W. Chynoweth Remote sensing for restoration planning: how the big picture can inform stakeholders. Restoration Ecology, 2017, Vol. 25(2), pp. 147-154.

На базе ММТП состоялось расширенное совещание портов России

по наилучшим доступным технологиям

СИБИРСКАЯ УГОЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ

16 мая 2019 г. в Мурманске состоялось расширенное совещание Комитета по экологии и охране окружающей среды, технологии, механизации и природоохранной деятельности Ассоциации морских торговых портов.

нении наилучших доступных технологий при перевалке угля. И эта работа продолжается», - отметил заместитель губернатора Мурманской области Евгений Никора.

«Мурманск, на мой взгляд, - один из самых продвинутых регионов в этом отношении. И мой приезд лишний раз это подтверждает», - подчеркнул директор Департамента государственной политики и регулирования в сфере охраны окружающей среды и экологической безопасности Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации Игорь Ивачев.

«Мурманск - это особый город, потому что здесь эти вопросы начали решаться раньше и решаются на постоянной основе. Это тренд, который служит примером для всей страны», - сказал председатель Комитета по экологии и охране окружающей среды, технологии, механизации и природоохранной деятельности Ассоциации морских торговых портов Дмитрий Тарасов.

Как отметил председатель совета директоров АО «ММТП» - заместитель директора по логистике СУЭК ДенисИлатовский, разработка и принятие справочника - это итог почти двухлетнего процесса, когда СУЭК на качественно новом уровне поставил задачу соблюдения экологических требований при перевалке грузов. Эта работа началась в рамках Года экологии в Российской Федерации. Отправной точкой стало соглашение с Минприроды России и Росприроднадзором. В совместной работе участвовали Минтранс России, региональные и муниципальные органы власти, Ассоциация морских торговых портов. А то, что удалось сделать, - это пример слаженной работы целой отрасли по решению сложной комплексной задачи. «Мы стремились решить вопрос, как отличник в школе, - на пятерку с большим запасом. Кроме того, на примере Мурманского морского торгового порта мы хотели сделать эти технологии еще и красивыми, чтобы, например, возводимая пылеветрозащит-ная стена была архитектурной доминантой, создавала хорошую атмосферу в городе, чтобы было приятно смотреть на промышленный объект», - сказал председатель совета директоров АО «ММТП» - заместитель директора по логистике СУЭК.

Напомним, Ассоциация морских торговых портов объединяет более 70 отраслевых организаций и предприятий морского транспорта России. Основной задачей Ассоциации является координация усилий профессионального сообщества по созданию условий для эффективного развития предприятий морского транспорта и реализации транспортного потенциала России. В состав АСОП входят ведущие морские торговые порты, экспедиторские и агентские компании, научно-исследовательские институты и учебные заведения морского транспорта.

На него приехали представили более двадцати ведущих стивидорных компаний Российской Федерации. Подобная встреча на базе Мурманского морского торгового порта проходит впервые. Поводом для встречи стали завершение работы и утверждение перечня наилучших доступных технологий (НДТ), которые должны будут применяться при перевалке навалочных грузов в морских портах России.

Мурманский морской торговый порт (ММТП) для этой встречи был выбран не случайно. Как было отмечено на встрече, в значительной части именно опыт мурманских портовиков лег в основу принятого справочника наилучших доступных технологий.

«Мы с гордостью и ответственностью можем сказать, что порядка 80% наилучших доступных технологий, которые вошли в справочник, либо уже реализованы, либо находятся в активной стадии реализации на нашей площадке. У нас есть, чем поделиться с коллегами», - подчеркнул генеральный директор АО «Мурманский морской торговый порт» Александр Масько.

Внедрению передовых технологий в ММТП предшествовал период изучения лучшего опыта деятельности крупнейших стивидорных компаний мира: в Японии, Китае, Канаде, Австралии, Южной Африке. На его основе была разработана экологическая программа АО «ММТП» стоимостью более 3 млрд руб., которая включает 12 мероприятий, в том числе: строительство по периметру производственной площадки пылеветрозащитного экрана высотой 20 м и протяженностью около 2 км, внедрение системы экологического прогнозирования, основой которой является экологическая диспетчерская порта; использование системы орошения, состоящей из 17 тумано- и сне-гообразующих водяных пушек и системы орошения автодорожного полотна и др.

«Мы видим не просто движение вперед, но и конкретный результат. ММТП стал одним из лидеров в приме-