Przykłady rekultywacji oraz sukcesji naturalnej roślin w odkrywkowych wyrobiskach poeksploatacyjnych na terenie Dolnego Śląska

Wprowadzenie

Kopaliny eksploatowane odkrywkowo są wykorzystywane w różnych działach gospodarki krajowej, są surowcami dla działalności wielu zakładów przemysłowych. W Polsce udokumentowano zasoby geologiczne 7.789 złóż (tab. 1). Znaczna ilość tych złóż 723 zlokalizowana jest na Dolnym Śląsku. Eksploatacja prowadzona jest obecnie na 198 złożach. Z 26 rodzajów kopalin eksploatowanych odkrywkowo zestawionych w "Bilansie zasobów kopalin i wód podziemnych w Polsce" złoża 6 kopalin znajdują się tylko na Dolnym Śląsku. Również na Dolnym Śląsku znajduje się większość złóż kamieni drogowych i budowlanych, bo aż 26 z 521 znajdujących się w Polsce (tab. 2). Dolny Śląsk jest rejonem, w którym występuje ponad 90% zasobów skał pochodzenia magmowego i metamorficznego. Skały te są podstawowym surowcem do budowy dróg i autostrad.

Pozostałościami po odkrywkowej eksploatacji złóż surowców skalnych są wyrobiska. Aktualnie obowiązujące przepisy prawne narzucają na przedsiębiorcę wydobywającego kopalinę m.in. obowiązek rekultywacji powierzchni terenu przekształconej przez działalność górniczą.

Przekształcenia wyrobisk poeksploatacyjnych

Przemysł wydobywczy na Dolnym Śląsku ma bardzo długą historię. Istniejąca literatura, źródła archiwalne oraz wyniki badań prowadzonych przez geologów, archeologów i historyków pozwoliły poznać miejsca na Dolnym Śląsku, w których eksploatacja górnicza była szczególnie intensywna. Rejony te były objęte działalnością górniczą już kilkuset lat temu. Po zakończeniu eksploatacji przez kilka następnych wieków tereny te były przekształcane w kierunku rolnym, leśnym lub przemysłowym. Upływający czas, naturalna sukcesja roślin oraz działalność ludzka spowodowały całkowite przekształcone tych terenów i natrafienie tu na ślady wyrobisk górniczych obecnie jest niemożliwe. Prowadzone na Dolnym Śląsku prace archeologiczne oraz roboty ziemne np. przy budowie wodociągów lub w wykopach budowlanych, przebiegających przez pola uprawne odkrywały setki obiektów pogórniczych. Dowodzi to, że znaczne powierzchnie użytkowany dziś rolniczo, niegdyś był objęty pracami górniczymi. Wnioski wynikające z powyższych badań są takie, że wyrobiska pogórnicze z upływem czasu mogą zostać w pełni zagospodarowane w zupełnie odmienny sposób. Oczywiście eksploatacja prowadzona przed wiekami była mniej intensywna niż obecnie w związku z powyższym likwidacja jej następstw była łatwiejsza. Skutki eksploatacji prowadzonej w pierwszej połowie XX wieku są do dnia dzisiejszego widoczne, ale również w tych przypadkach widać działania przyrody dążące do przywrócenia terenom naturalnego wyglądu.

Tabela 1. Zestawienie złóż planowanych do eksploatacji odkrywkowej wg stanu na 31.12.2004 r. (Bilans zasobów kopalin i wód podziemnych w Polsce PIG Warszawa 2005 r.).

Wyrobiska poeksploatacyjne przekształcone w wyniku naturalnej sukcesji

W wyrobiskach poeksploatacyjnych, które powstały po wydobyciu surowców skalnych po pewnym czasie wytwarza się niewielka warstwa gleby, która jest podłożem do rozwoju roślinności i zarastania kamieniołomów. Skład zbiorowisk roślinnych uczestniczących w zarastaniu zboczy i ociosów bocznych wyrobisk drogą naturalną bez ingerencji człowieka jest uzależniony od rodzajów flory rosnącej w najbliższym ich otoczeniu. Nawet wyrobiska powstałe po eksploatacji surowców skalnych zwięzłych takich jak granit i bazalt są podatne na zarastanie roślinnością.

Zdjęcie 1. Zachodnie zbocza wyrobiska granitu Kopalni JP Granit w Strzelinie
(fot. Andrzej Witt).

Na zdjęciu 1 przedstawione zostało zbocze najgłębszego w Polsce wyrobiska granitu Kopalni JP Granit (czynne) ze Strzelina. Na zboczu tym eksploatacja została zakończona ok. 30 lat temu. Od tego okresu ociosy wyrobiska zaczęły się pokrywać roślinnością. Na zdjęciu widoczne są samosiejki, głównie brzóz oraz liczne porosty i mchy.

W wyrobiskach, w których eksploatacja została zaniechana wcześniej sukcesja naturalna postępuje w znacznie większym zakresie. Istotne znaczenie dla tempa jej rozwoju mają warunki takie jak:

• rodzaj podłoża skalnego,
• kształt i parametry geometryczne wyrobiska,
• warunki klimatyczne,
• położenie wyrobiska,
• gatunki roślin z obrzeży wyrobiska.

W wyrobiskach po eksploatacji bazaltu, gdzie ostateczne ociosy kończące eksploatację utworzone zostały w skale bardzo zwietrzałej, rozwój roślinności jest bardzo intensywny. Zdjęcie 2 przedstawia część wyrobiska poeksploatacyjnego kopalni bazaltu "Targowica". Eksploatacja w tym wyrobisku została zakończona na początki 80. lat XX wieku. Ociosy wyrobiska ulegają szybko procesom wietrzenia. Szczeliny powstające w spękanej skale wypełniane są naniesionymi przez wiatr cząsteczkami gleby z pobliskich pól oraz obumarłymi szczątkami roślin porastających otoczenie wyrobiska. Materiał taki stanowi wystarczające podłoże do rozwoju traw, mchów, krzewów oraz drzew. Na zdjęciu 2 po prawej stronie widoczne są również pozostałości infrastruktury technicznej wyrobiska - schronu dla strzałowych.

Zdjęcie 2. Wyrobisko poeksploatacyjne kopalni bazaltu "Targowica"
(fot. Andrzej Witt).

Bardzo dogodne warunki do rozwoju roślinności występują w wyrobiskach poeksploatacyjnych złóż piaskowca. Przykładem mogą być wyrobiska rejonu Zbylutowa. Eksploatacja piaskowca była w tym rejonie prowadzona już przed drugą wojną światową. Wyrobiska pochodzące z tego okresu są całkowicie pokryte samosiejkami drzew i krzewów. Na zdjęciu nr 3 przedstawione są zbocza wyrobiska piaskowca tego rejonu porośnięte drzewami oraz krzewami.

Zdjęcie 3. Wyrobisko poeksploatacyjne piaskowca w rejonie Zbylutowa
(fot. Andrzej Witt).

Odmienne warunki dla rozwoju roślinności panują w wyrobiskach poeksploatacyjnych, których zbocza i spąg nie są zwietrzałe i spękane. Wyrobiska wypełniają wówczas wody opadowe. Okres, w którym zwierciadło wody w wyrobisku osiągnie docelowy poziom jest bardzo długi, trwa w zależności od jego objętości nawet kilkanaście lat. Naturalna sukcesja roślin następuje w tych wyrobiskach na bocznych skarpach. Na zdjęciu 4 przedstawione jest wyrobisko poeksploatacyjne gnejsu zlokalizowane w pobliżu autostrady A- 4, w okolicy miejscowości Wądroże Wielkie. Strome zbocza wyrobiska porastają krzewy i nieliczne drzewa oraz trawy i porosty. Skład zbiorowisk roślinnych uczestniczących w zarastaniu zboczy i ociosów bocznych wyrobiska drogą naturalną bez ingerencji człowieka jest uzależniony od rodzajów flory rosnącej w najbliższym jego otoczeniu.

Zdjęcie 4. Poeksploatacyjne wyrobisko gnejsu w okolicy Wądroża Wielkiego
(fot. Katarzyna Smęt).

Wyrobiska poeksploatacyjne pomimo trudnych warunków rozwoju roślin powoli integrują się z otaczającym je środowiskiem. Jednak ze względu na fakt, że nie prowadzono w nich planowej rekultywacji posiadają wiele mankamentów. Główne z nich to strome zbocza, które mogą stanowić zagrożenie dla ludzi i zwierząt. Niebezpieczne są zwłaszcza wyrobiska wypełnione wodą, ostre skarpy schodzące bezpośrednio do wody mogą być powodem utonięć.

Tabela 2. Zestawienie złóż kamieni budowlanych i drogowych wg stanu na 31.12.2004 r. (Bilans zasobów kopalin i wód podziemnych w Polsce PIG Warszawa 2005 r.).

Kierunki rekultywacji wyrobisk poeksploatacyjnych

Obowiązujące obecnie przepisy narzucają na przedsiębiorcę obowiązek rekultywacji wyrobisk poeksploatacyjnych. Już na etapie prac projektowych ustalane są kierunki zagospodarowania tych terenów. Rekultywacja wyrobisk pogórniczych polega bowiem na wykonywaniu przedsięwzięć projektowo-technicznych oraz organizacyjno-wykonawczych, których celem jest przywrócenie tym obiektom właściwości użytkowych i przyrodniczych. Rekultywacja terenów pogórniczych prowadzona jest przez podejmowanie działań technicznych i biologicznych realizowanych w następujących etapach:

• rekultywacji wstępnej - przygotowaniu materiałów do przyszłej rekultywacji. Wykonanie niezbędnych pomiarów i opracowanie dokumentacji projektowo-kosztorysowej;
• rekultywacji podstawowej (technicznej) - obejmującej:
  - makroniwelację terenów poeksploatacyjnych polegające na odpowiednim ukształtowaniu skarp i półek wyrobiska oraz zwałowisk,
  - regulacji stosunków wodnych przy pomocy obiektów i urządzeń hydrotechnicznych,
  - rekonstrukcji lub budowy dróg dojazdowych;
• rekultywacji szczegółowej (biologicznej) - w zakres której wchodzą prace polegające na poprawie właściwości powietrzno-wodnych gruntów, uzyskaniu właściwego ich odczynu, uzupełnieniu składników pokarmowych, wprowadzenia roślinności zielnej i drzewiastej, odtwarzającej warunki biologiczne terenu oraz zabezpieczającej przed erozją powierzchniową;
• zabiegów porekultywacyjnych - polegających na pielęgnacji sadzonek i uzupełnieniu wypadów.

• Rolny - w pierwszej fazie może być prowadzony z ukierunkowaniem pod roślinność pastewną głównie trawy, następnie tereny mogą być przeznaczone pod użytkowanie rolnicze w szerokim zakresie, drugie rozwiązanie polega na zmianie tego kierunku po uzyskaniu odpowiedniej struktury wierzchniej warstwy gleby na leśny lub rekreacyjny.
  Kierunek ten jest preferowany na terenach płaskich, kiedy wyrobiska wgłębne zostały zazwałowane utworami nadkładowymi do powierzchni terenu.
  W kierunku rolnym wyróżnia się sposoby rekultywacji:
  - łąkowo-pastwiskowy,
  - orny, pod uprawę różnych rodzajów zbóż,
  - sadowniczy,
  - warzywniczy.
• Leśny - prowadzony głównie na skalnych ociosach wyrobiska. Kierunek ten jest trudny w realizacji, ponieważ pozbawione warstwy glebowej ociosy skalne po złagodzeniu nachylenia muszą być pokryte niezbędną warstwą humusu, który będzie podłożem pod nasadzenia drzew i krzewów.
• Rekreacyjny - wykorzystywane jest wyrobisko i zwałowisko zewnętrzne. Odpowiednie ukształtowanie ociosów bocznych wyrobiska, jego spągu oraz skarp sąsiadującego z wyrobiskiem zwałowiska zewnętrznego pozwala uzyskać atrakcyjny teren do prowadzenia czynnego wypoczynku.
• Budowlany - możliwy do prowadzenia wyłącznie na wyrobiskach zazwałowanych do powierzchni terenu. Teren po odpowiednim zagęszczeniu podłoża może być wykorzystany pod niską zabudowę.

Obecnie w Polsce dominują wyrobiska poeksploatacyjne niezrekultywowane. Planowa rekultywacja prowadzona była głównie w wyrobiskach dużych, pochodzących po eksploatacji węgla brunatnego. Wyrobiska po eksploatacji surowców skalnych w większości nie są prawidłowo zrekultywowane. W prowadzonych pracach rekultywacyjnych dominują następujące kierunki:

• deponowanie w wyrobiskach poeksploatacyjnych odpadów przemysłowych (głównie popiołów z elektrowni i elektrociepłowni),
• deponowanie w wyrobiskach poeksploatacyjnych odpadów komunalnych,
• wykorzystanie wyrobisk poeksploatacyjnych jako zwałowisk wewnętrznych nadkładu nowo udostępnianych złóż,
• rekultywacyjny, przekształcanie wyrobisk w miejsca czynnego wypoczynku,
• leśno-wodny, wypełnienie wyrobiska wodą, a ociosów bocznych przekształcenie w tereny zalesione.

Pierwsze z przedstawionych rozwiązań przedstawione jest na zdjęciach 5 i 6. W wyrobisku po eksploatacji kruszyw naturalnych składowane są popioły z wrocławskiej elektrociepłowni. Prowadzona rekultywacja ma na celu zlikwidowanie deniwelacji terenu powstałych w wyniku odkrywkowej eksploatacji złoża kruszyw naturalnych. Popioły z elektrociepłowni są przywożone samochodami z Wrocławia i deponowane w wyrobisku poeksploatacyjnym. Wierzchowina formowanego w ten sposób składowiska popiołów wyrównywana jest spycharką, a następnie rozprowadzana jest na niej gleba. Tak przygotowana powierzchnia będzie poddana rekultywacji biologicznej. W końcowej fazie rekultywacji teren zostanie zalesiony. Aktualnie wyrobisko jest wypełniane popiołem. Na zdjęciu 5 przedstawione jest wyrobisko przed podjęciem zabiegów rekultywacyjnych, natomiast zdjęcie 6 przedstawia sposób składowania w wyrobisku popiołów. Warstwa popiołu rozmieszczana jest na całej powierzchni wyrobiska do poziomu otaczającego terenu.

Zdjęcie 5. Wyrobisko po eksploatacji kruszyw naturalnych.
(fot. Janusz Stawiarski)

Zdjęcie 6. Składowanie popiołu w wyrobisku poeksploatacyjnym.
(fot. Janusz Stawiarski)

Kolejne rozwiązanie przedstawia zwałowanie w wyrobisku poeksploatacyjnym nadkładu zdejmowanego z udostępnianego złoża. Rozwiązanie takie realizowane będzie w rejonie Zbylutowa. Na miejsce deponowania nadkładu z nowo udostępnianego złoża piaskowca wybrano wyrobisko poeksploatacyjne. Zdjęcie 7 przedstawia aktualny stan zagospodarowania tego wyrobiska. Zadrzewienia znajdujące się obecnie w wyrobisku pochodzą z naturalnej sukcesji roślin rosnących na jego obrzeżach. Celem końcowym projektowanej rekultywacji będzie przywrócenie terenom poprzedniej funkcji użytkowej, tj. rolnej. Teren po zakończonej rekultywacji będzie się prezentował przypuszczalnie tak jak na zdjęciu 8.

Zdjęcie 7. Wyrobisko po eksploatacji piaskowca.
(fot. Andrzej Witt)

Zdjęcie 8. Przypuszczalny wygląd terenu po zakończeniu jego rekultywacji
(fot. Andrzej Witt).

Kolejny z prezentowanych sposobów rekultywacji polega na przekształceniu terenów zmienionych przez eksploatację górniczą w obiekt rekreacyjny. Przedsięwzięcie takie zostało zrealizowane w Strzeblowie k/Sobótki na złożu granitu eksploatowanym przez Strzeblowskie Kopalnie Surowców Mineralnych. Wyrobisko poeksploatacyjne dzięki odpowiednio zaprojektowanym i poprowadzonym robotom ziemnym zostało przekształcone w tereny zielone rozmieszczone w sąsiedztwie akwenu wodnego. Prowadzona rekultywacja polegała na wykonaniu makroniwelacji terenu, następnie rekultywacji biologicznej oraz prac hydrotechnicznych zapewniających regulację warunków wodnych. Obecnie obiekt jest miejscem wypoczynku okolicznej ludności. Zdjęcia 9 i 10 przedstawiają sposób zagospodarowania omawianego wyrobiska.

Zdjęcie 9. Zaplecze socjalne terenów rekreacyjnych
(fot. Andrzej Witt).

Zdjęcie 10. Widok ogólny zrekultywowanego wyrobiska
(fot. Andrzej Witt).

Podsumowanie

Rekultywacja terenów poeksploatacyjnych powstałych w wyniku wydobycia surowców skalnych takich np. jak granit, bazalt czy też piaskowiec jest zadaniem bardzo złożonym. Decyzja o kierunku przyszłej rekultywacji powinna być podejmowana już na etapie projektowania eksploatacji. Sposób formowania docelowych ociosów wyrobiska, półek zabezpieczających i pochylni zjazdowych jest bardzo istotny przy zagospodarowaniu go po zakończonej eksploatacji. Duże znaczenie ma również lokalizacja zwałowiska zewnętrznego, miejsce i czas wprowadzenia zwałowania wewnętrznego nadkładu oraz ewentualnych składowisk odpadów produkcyjnych. Utwory nadkładowe są bowiem podstawowym budulcem pod przyszłe zabiegi makroniwelacyjne prowadzone w ramach rekultywacji technicznej. Bardzo duże znaczenie ma również odpowiednie zabezpieczenie wierzchniej warstwy nadkładu zawierającej składniki organiczne będące podstawą rozwoju przyszłej roślinności. Praktyka wykazuje, że obiekty powstałe po prawidłowo prowadzonej rekultywacji są nowymi formami użytkowymi spełniającymi wszystkie wymagania stawiane miejscom, którym przywrócono pełne właściwości użytkowe i przyrodnicze.