Оптимизация водного режима песчаных гидроотвалов Курской магнитной аномалии при их рекультивации

Abstract

When overlapping sand-cretaceous soil of hydrodumps by sand neokomsky or tung-oil trees nizhnevolzhsky the circles, containing sulfides, at contact of these substrata in carbonate mass of dump the water-retaining horizon elyuvial-illuvial and geochemical genesis is formed. The ortsand layers formed as a result of elyuvial-illuvial processes can reduce the filtration of soil at hundreds times. Filtration properties of sand-cretaceous mixes of hydrodumps substantially depend on their granulometric structure when the content of carbonates in a sand-cretaceous mix doesn’t exceed 2-3 %. At higher concentration of carbonates the influence of granulometric structure is less significant, and water penetration of ortsand completely depends on stocks of acid potential in a layer put from above containing sulfides. Water-retaining ability of ortsand depends on the degree of its development and closely correlates (r=+0,87) with its capacity. The information and statistical analyses showed the essential subordination of filtration abilities of ortsand, initial concentration of sulfides in the first sulphate layer, capacity of this layer and its buffer action. The general acid potential of the first layer containing sulfides and anti-filtration properties of ortsand are directly proportional to capacity of this layer and the content in it of sulfides and its buffer actions to the acidifying are inversely proportional. The minimum concentration of sulfides at which still it is probably to formation of the ortsand screen makes 0,5-0,8 %.

Исследования проводились на гидроотвалах горных пород Курской магнитной аномалии, сложенных мономиктовой песчано-меловой смесью, обладающей неудовлетворительными агрофизическими и агрохимическими свойствами — излишне высокой фильтрацией, ничтожной водоудерживающей способностью и очень низкой обеспеченностью элементами питания растений. При перекрытии песчано-мелового грунта гидроотвалов песками неокомского или алевритами нижневолжского ярусов, содержащими сульфиды, на контакте этих субстратов в карбонатной массе отвала формируется водоудерживающий горизонт элювиально-иллювиально геохимического генезиса. Образовавшиеся в результате элювиально-иллювиальных процессов ортзандовые прослойки могут уменьшают фильтрацию грунтов в сотни раз. Фильтрационные свойства песчаномеловых смесей гидроотвалов в значительной степени зависят от их гранулометрического состава в тех случаях, когда содержание карбонатов в песчано-меловой смеси не превышает 2-3 %. При более высокой концентрации карбонатов влияние гранулометрического состава менее значимо, а водопроницаемость ортзанда полностью зависит от запасов кислотного потенциала в наносимом сверху слое, содержащем сульфиды. Водоудерживающая способность ортзанда зависит от степени его развитости и тесно коррелирует (r = +0,87) с его мощностью. Информационный и статистический анализы вскрыли существенную подчиненность фильтрационных способностей ортзанда исходной концентрации сульфидов в первом сернокислом слое, мощности этого слоя и его буферности. Общий кислотный потенциал первого содержащего сульфиды слоя и антифильтрационные свойства ортзанда, прямо пропорциональны мощности этого слоя и содержанию в нем сульфидов и обратно пропорциональны его буферности к подкислению. Минимальная концентрация сульфидов, при которой еще возможно формирование ортзандового экрана составляет 0,5-0,8 %.