Pedologická charakteristika hornin severočeské pánve a  metodika vytváření optimálního půdního profilu na rekultivovaných lokalitách oblasti Severočeských dolů, a.s.

 

 

Vratislav Ondráček1), RNDr. M. Řehoř2), ing. M. Šafářová2), ing. T. Lang2)
 
1)  – Severočeské doly, a.s.,  DOLY BÍLINA

        2) – Výzkumný ústav pro hnědé uhlí, a.s. Most

 

            Jedním z problémů Ústeckého kraje je značný rozsah krajiny postižené těžbou hnědého uhlí. Její významnou součástí jsou vnější výsypky uhelných lomů. V zájmu obyvatel pánevních okresů i těžebních podniků je jejich co nejrychlejší úprava a postupné začlenění takto nově vzniklé krajiny do ekosystému území. Jde o procesy, které by bez zásahu člověka trvaly minimálně desítky let a v případě nepříznivého složení hornin sypaných na výsypku by k nim patrně vůbec nedošlo. Proto nabývají rekultivační práce na výsypkách severočeské pánve stále většího významu.

            Specifikou Severočeských dolů, a.s. je těžba na dvou geologicky zcela odlišných lokalitách, což vyžaduje i poněkud odlišnou metodiku jejich rekultivace. Tento příspěvek je věnován rekultivacím území Dolů Bílina, kterým patří nepříliš žádoucí primát - vzhledem k rozsahu území a geologickému charakteru skrývkových hornin je rekultivace zdejších lokalit v rámci severočeské a sokolovské pánve nejnáročnější.

            Obtížnost rekultivace výsypek Dolů Bílina spočívá v extrémně nepříznivých vlastnostech hornin sypaných na většinu výsypkových těles. Jde především o horniny nadložního souvrství a souvrství hnědouhelných slojí lomu Bílina. Hlavními materiály sypanými na výsypky jsou písky, kaolinitické jílovité písky a kaoliniticko - illitické jíly. Příměsi v sypaných horninách tvoří organická ( uhelná ) hmota, siderit a pyrit. Tyto horniny jsou mechanicky nestabilní vůči větrné i vodní erozi a probíhajícím zvětráváním získávají vlivem iontů SO3 a Al nepříznivý, kyselý (až toxický) charakter.

 Nepříznivé vlastnosti skrývkových hornin na většině výsypek Dolů Bílina kladou vysoké nároky na úpravu biologicky využitelného půdního profilu těchto lokalit. Součástí této úpravy je využití zúrodnitelných hornin, které lze získávat v oblasti Dolů Bílina. Proto se zde velká část výzkumných prací soustřeďuje na metodiku tvorby antropogenních půdních profilů a využitím dostupných rekultivačních aditiv.

            Při návrhu této metodiky se vycházelo především ze znalosti stratigrafie dolu Bílina, vlastností dobývaných skrývkových hornin a dostupných rekultivačních aditiv. Tyto poznatky byly získány dlouhodobým odběrem a analýzou vzorků na jednotlivých rekultivovaných lokalitách oblasti.

 

 

Stručná charakteristika skrývkových hornin dolu Bílina

 

            Těžba Dolů Bílina se rozvíjí na jižním okraji severočeské hnědouhelné pánve mezi obcemi Duchcov, Mariánské Račice a Libkovicemi. Od roku 1964 vytváří velký lom, který postupuje v porubní frontě delší než 5 km směrem k západu a sleduje uhelnou sloj v hloubkách až 170 metrů. K západu upadající podloží, hloubka uložení uhelné sloje a nedostatečná geomechanická stabilita skrývaných hornin vede k nutnosti uložit podstatnou část těžených skrývkových hornin mimo uhelný lom.

            Ze skrývkových terciérních hornin se na výsypkách Dolů Bílina objevují horniny hlavní uhelné sloje, svrchních písčito-jílovitých vrstev a kvartéru.

            Z hornin hlavní uhelné sloje se na výsypkách objevují zejména akumulace písků, které lokálně nahrazují uhelnou sedimentaci. Z hlediska rekultivační využitelnosti jde o horniny extrémně nepříznivé, prakticky sterilní. Je to dáno zejména jejich kyselostí,nevhodným zrnitostním složením a sorpčními vlastnostmi.

            Horniny svrchních písčito-jílovitých vrstev se vzhledem k mocnosti souvrství objevují na povrchu výsypek nejčastěji. Převážně jsou tvořeny prachovitými až písčitými jíly až písky. Jejich chemismus a mineralogické složení jsou příznivější než v případě písků ze souvrství hlavní uhelné sloje. Vzhledem k malé protierozní odolnosti a většinou nevhodnému složení jsou však pro rekultivační účely  málo vhodné. S přibýváním jílové složky při hlavě souvrství se rekultivační využitelnost hornin lepší (libkovické vrstvy).

            Kvartérní uloženiny jsou představovány zejména sprašovými hlínami, hlínami a štěrkopísky. Jejich rekultivační využitelnost je zpravidla velmi dobrá, mocnost se však pohybuje pouze v rozmezí 0-10 m.

 

1. Kategorizace hornin v postupu skrývkových řezů

V postupu řezů dolu Bílina lze od povrchu terénu do hloubky rozlišit následující souvrství a horninové typy:

-   horniny kvartéru    (ornice, hlíny, sprašové hlíny)

 Na dole Bílina jde zejména o hlíny a sprašové hlíny. Ty jsou výborně využitelné pro rekultivační účely, takže dochází k jejich selektivní těžbě. Vyskytují se při povrchu terénu a v I. skrývkovém řezu.

-   horniny libkovických vrstev  (nadložní šedé kaoliniticko-illitické jíly)

 Jde zejména o jíly, jílovce až prachovité jílovce hnědé až šedohnědé barvy. Oproti kvartéru vykazují horší vlastnosti (zejména sorpční schopnosti), lze je však přímo využít pro lesnickou rekultivaci. Vyskytují se zejména v oblasti I. - III. řezu, na části porubní fronty nejsou vůbec zastoupeny.

-    horniny deltově písčitého souvrství   (šedé písčité jílovce a písky)

 Jde především o písčité jílovce až jílovité písky. Horniny jsou výrazně hrubozrnné, v mineralogickém složení je charakteristický nedostatek jílových minerálů, sorpční schopnosti jsou špatné. Vyskytne - li se v půdním profilu při povrchu rekultivované lokality, je potřebná jeho rekultivační úprava. Jsou zastoupeny od cca III. skrývkového řezu téměř po hlavu uhelné sloje. Tvoří největší objem skrývaných hornin.

 -   horniny slojového souvrství   (sterilní písčité jílovce a písky s uhelnou hmotou)

 Tyto horniny se podobají horninám deltově písčitého souvrství, jsou však výrazně nabohaceny uhelnou hmotou. Z rekultivačního hlediska jde o horniny fytotoxické. Objeví - li se na povrchu výsypky, je nutné jejich převrstvení.

 

2.   Kategorizace hornin na výsypkách Dolů Bílina

 Na výsypkách Dolů Bílina jsou zastoupeny horniny výše uvedených horizontů. V následujícím přehledu jsou zastoupeny hlavní horninové typy vyskytující se na významných lokalitách  oblasti.

 

-   nadložní šedé kaoliniticko-illitické jíly

 Jde zejména o jíly, jílovce až prachovité jílovce hnědé až šedohnědé barvy. Je pro ně typický vyrovnaný obsah kaolinitu a illitu. Oproti kvartéru vykazují horší sorpční schopnosti, jejich ostatní vlastnosti však jsou relativně výhodné. Lze je přímo využít pro lesnickou rekultivaci. Na výsypkách Dolů Bílina se tento horninový typ vyskytuje jen vzácně.

-   směsné výsypkové nadložní zeminy

 Jde o heterogenní substrát z písčitých až jílovitohlinitých hornin libkovického a deltově-písčitého souvrství. Z mineralogického hlediska se objevuje křemen, z jílových minerálů převažuje kaolinit nad illitem, karbonáty se vyskytují jen vyjímečně. Horniny se vyznačují neutrální až slabě alkalickou půdní reakcí, z přijatelných živin lze označit za nízký obsah fosforu, sorpční schopnost půdy je nízká až střední. Fyzikální i hydrofyzikální půdní vlastnosti těchto zemin po vytěžení a nasypání jsou sice příznivé, ale časově velmi proměnné. V poměrně krátké době u nich dochází k výraznému zhoršení uvedených půdních charakteristik.

-   písky

 Jejich zdrojem jsou četné písečné čočky deltově písčitého souvrství. Z hlediska fyzikálních i chemických vlastností mohou být značně heterogenní, často obsahují  i značný podíl jílovitých příměsí. V případě obsahu výraznějšího podílu prachových částic jde o kuřavkové písky, které mají extrémně nepříznivé hydrofyzikální půdní vlastnosti. Zabarvení písku v původním stavu bývá značně proměnlivé. V minerálním složení výrazně převládá křemen. Mají velmi nízký obsah přijatelných živin, velmi nízkou sorpční schopnost půdy, jsou bezkarbonátové a ve většině případů neobsahují toxické příměsi. Půdní reakce může být neutrální až silně kyselá (v případě poloh vyskytujících se nad uhelnou slojí).

-   fytotoxické zeminy

 Jde o horniny uhelné sloje. Ve většině případů se jedná o heterogenní směs hornin texturálně lehčích písčitohlinitých až písčitých s příměsí porcelanitů a s vysokým podílem uhelné hmoty, limonitizovaného pískovce, pyritu, a místy i sideritu. Vyznačují se nízkým obsahem přijatelných živin (fosfor, draslík) a silně kyselou půdní reakcí. Větrání zastoupených uhelných příměsí podmiňuje jejich extrémně nepříznivé hydrofyzikální půdní vlastnosti i chemické vlastnosti.

           

 

Stručná charakteristika dostupných zúrodnitelných hornin

 

            Zúrodnitelné horniny využitelné pro rekultivaci lokalit Dolů Bílina se nacházejí zejména v kvartérních vrstvách, objevují se však též v souvrství uhelných slojí a jeho podloží. V nadložním souvrství tyto horniny nebyly zjištěny. Pro jejich racionální využití je důležité, aby se vyskytovaly v horizontech dobývaných jako skrývka při těžbě uhlí.

            Pro rekultivaci lokalit Dolů Bílina lze teoreticky využít zúrodnitelné zeminy z celé severočeské pánve, z ekonomických důvodů se však dává přednost ložiskům v dobývacím prostoru Dolů Bílina.

            V následujícím textu jsou uvedeny hlavní zúrodnitelné horniny a příklady jejich úspěšného využití na lokalitách dolů Bílina.

 

Ornice

Ornice tvoří v předpolí těžebních lokalit zpravidla  nespojité polohy   o mocnosti 0,2 – 0,45 m, v některých případech až přes 1 m.

Tato kategorie zúrodnitelných zemin představuje nejcennější rekultivační aditivum kvartérního geologického původu, které by měly být využívány výhradně pouze pro zemědělské rekultivační účely.

            Ornice je zpravidla zrnitostně vyrovnaná, obsah frakce pod 0,01 mm se pohybuje v rozmezí 30% - 50%. Je pro ní charakteristické zastoupení křemene, kaolinitu, illitu, stop živce, kalcitu, ojediněle montmorillonitu.

            Ornice je široce využívána na všech lokalitách severočeské pánve, nezastupitelná je zejména při zemědělské rekultivaci. Pro rekultivace lokalit Dolů Bílina je v současnosti využívána výhradně ornice z předpolí dolu a vnějších výsypek.

 

Spraše a sprašové hlíny

Spraše a sprašové hlíny  tvoří  nespojité polohy v předpolí dolů Bílina (lokalita 1 na obrázku) a Vršany (lokalita 2 na obrázku). Z hlediska zásob i kvality je situace lepší na lokalitě Vršany. Polohy spraší dosahují mocnosti 1 - 2 m, zcela vyjímečně až 8m. Jsou ve velkých objemech využívány jako rekultivační aditivum zejména při lesnické  rekultivaci. Při vyhledávání jejich akumulací a následné selektivní těžbě nelze prakticky oddělit spraše od sprašových hlín. Významné zásoby spraše byly zjištěny též v předpolí bývalého dolu Chabařovice. Vzhledem k ukončení těžby uhlí a probíhající hydrologické rekultivaci však dnes již nejsou ložiskově zajímavé.

Sprašové hlíny tvoří  nejrozšířenější kategorii kvartérních půdních substrátů, která je v současné době využitelná pro potřeby lesnických rekultivací. Od pravých spraší se liší zejména nižším obsahem CaCO3, zrnitostním složením a zastoupením jílových minerálů (převažuje kaolinit). Texturálně těžší sprašové hlíny (převažuje podíl jílovitých částic) se vyznačují již nepříznivými fyzikálními i hydrofyzikálními půdními vlastnostmi. Ve většině případů se jedná o zeminy jílovitohlinité, slabě alkalické, slabě vápnité (1-3% CaCO3), popřípadě i zcela odvápněné. Za nízký lze označit obsah přijatelného fosforu i organické hmoty. V zrnitostním složení spraší převažuje podíl prachových částic nad jílovitými. Půdní reakce je slabě alkalická, obsah CaCO3 se vždy pohybuje nad 5%. Sorpční schopnost horniny je střední  až vysoká v závislosti na výskytu jílových minerálů. Pro spraše je charakteristické zastoupení křemene, kaolinitu, illitu,  kalcitu a stopových obsahů montmorillonitu.

            Příkladem úspěšné aplikace spraší a sprašových hlín je rekultivace vnitřní výsypky dolu Bílina. Její budování začalo v letech 1979 – 1980, celková předpokládaná výměra činí 1400 ha. Průzkum lokality probíhal v letech 1997 – 2001. Dle požadavků  metodiky využívání zúrodnitelných zemin a hornin byly na základě znalosti charakteru skrývkových hornin dolu Bílina a postupu zakládání  určeny jednotlivé horninové typy vyskytující se v tělese výsypky a následně oblasti s potřebou aplikace spraší.

V souladu s metodikou využívání zúrodnitelných zemin a hornin byla pro území s projektovanou lesnickou rekultivací aplikována spraš a sprašová hlíny v množství 1500-2000 m3.ha-1 Ta byla promísena  křížovou orbou  s výsypkovou zeminou do hloubky 0,3-0,4 m. Sklon rekultivovaného povrchu výsypky činil maximálně 16% (1:6). Jako doplňující rekultivační opatření byly aplikovány komposty  s upraveným poměrem C : N (25) v dávce 400 t.ha-1, zapravené do 0,30 m rekultivovaného povrchu výsypky a zahájen následný dvouletý přípravný agrocyklus (pěstování plodin na zelené hnojení).

                Vlastnosti půdního profilu po aplikací spraší  ukazuje následující tabulka číslo 2.

 

Tabulka č. 2:  Vlastnosti rekultivovaného půdního profilu

Sonda S1

-interval odběru

     (m)

  N

 

 

(%)

org.

 látky

 

(%)

CaCO3

 

 

(%)

  pH

přijatelné živiny

(%)

 

Sorpce

mekv/100 g        (%)

 

P

K

Mg

S

T

V

0,00-0,35

0,08

1,15

4,78

7,25

4

267

1055

14  

14  

100

0,35-0,60

0,02

2,13

0,47

7,14

1

21

683

7,6

9,3

81,7

 

 

Pro rekultivace lokalit Dolů Bílina jsou v současnosti využívány výhradně spraše a sprašové hlíny z předpolí dolu.

 

 

Slíny a slínovce

            Jedinou těženou lokalitou slínovců v oblasti severočeské pánve jsou slínovce křídového stáří tvořící geologický povrch erozního údolí v podloží Radovesické výsypky (lokalita 3 na obrázku). Navzdory horším vlastnostem oproti spraším byly použity při rekultivaci Radovesické výsypky. Těžba slínovců totiž probíhala v bezprostřední blízkosti výsypky, což podstatně snížilo náklady. Jde o zatím ojedinělý příklad využití slínovců pro tyto účely v severočeské pánvi.

            Slíny a slínovce využívané při rekultivaci jsou tvořeny směsí kalcitu, křemen, illitu a kaolinitu. Zrnitost je ovlivněna obsahem kalcitu a u čerstvých slínovců tvoří značný podíl štěrk až kameny. Obsah kalcitu kolísá cca mezi 40-55%. Půdní reakce ve vodním výluhu bývá zpravidla slabě zásaditá, hodnoty sorpční kapacity a přijatelných živin jsou nízké.

            Jediným příkladem úspěšné aplikace slínovců pro rekultivační účely je právě Radovesická výsypka. Její budování začalo roku 1964. Byla situována do katastrálního území osad Radovesice, Kostomlaty a Světec. Má protáhlý tvar od jihovýchodu k severozápadu a její území spadá do vlastní vrchoviny Českého středohoří. Jde o nejrozsáhlejší dosud provozovanou výsypku Dolů Bílina. Při její rekultivaci byla využívána metodika RNDr. Fišery. Meliorace povrchu výsypky Radovesice začínala návozem 0,3 m slínovců na určenou plochu a zaoráním pluhem do hloubky 0,5-0,7 m. Vzhledem k ulehlosti výsypky, kamenitému charakteru slínovců a požadované hloubce zaorání šlo o technicky nejnáročnější moment rekultivace. Orbou se na povrch opět dostaly výsypkové materiály, ty byly opět povezeny 0,3 m slínovců a zaorány do hloubky 0,7-1,0 metrů. Tím do směsi vstoupil původně zaoraný slínovec a byl získán finální směsný kořenící horizont o skutečné hloubce 0,6-1,0 metrů. První úpravy části plochy výsypky byla dokončeny  již na jaře 1991.

                        Vlastnosti vznikajícího kořenícího horizontu jsou dlouhodobě průběžně sledovány. V současnosti probíhá výzkum pokusných ploch, na nichž je aplikováno různé množství slínovců různým způsobem (se zaoráním a bez zaorání), případně s překryvem dalšími horninami. V současnosti byly aplikované dávky slínovců výrazně sníženy a důsledněji se dbá na homogenizaci slínovce a výsypkové zeminy. Vlastní práce probíhají v souladu s platnou metodikou aplikace zúrodnitelných hornin, která byla vypracována autory příspěvku ve spolupráci s pracovníky Dolů Bílina.

                Vlastnosti půdního profilu po aplikací slínovce ukazuje následující tabulka číslo 3.

 

Tabulka č. 3:  Vlastnosti rekultivovaného půdního profilu

sonda S1

-interval

odběru

(m)

 

N

 

(%)

org.

látky

 

(%)

 

CaCO3

 

(%)

 

pH

přijatelné živiny

(%)

 

sorpce mekv/100 g

(%)

 

P

K

Mg

S

T

V

0,00-0,30

0,12

0,83

9,41

7,93

1

148

96

16,8

16,8

100

0,30-0,90

0,09

0,44

39,42

8,25

0

112

26

15,6

15,6

100

pod 0,90

0,10

1,03

1,068

7,90

0

196

269

 7,9

 7,9

100

 

 

Bentonity

            Jediná významná ložiska bentonitu v oblasti severočeské pánve jsou soustředěna v okolí Braňan. Hlavní těžba suroviny pro továrnu v Obrnicích byla vázaná na ložisko Černý vrch na náhorní plošině nad údolím Bíliny mezi Obrnicemi a Braňany (lokalita 4 na obrázku).

            Surovina z tohoto ložiska byla použita při jediné masivní aplikaci bentonitu pro rekultivaci výsypky. V historii českých rekultivací šlo o první významné použití rekultivačního aditiva.

            Střimická výsypka je umístěna východně od Mostu. Byla sypána v letech 1959-1973. Rozloha temene výsypky činí 160 ha a nadmořská výška dosahuje 330 metrů nad mořem. Původní lesnická rekultivace proběhla v roce 1967. Vzhledem k nepříznivým změnám povrchové zóny výsypky výsadba prakticky vyhynula. Současně se projevil značný vliv erozních jevů. Na návrh BPT pak byly využity k rekultivaci bentonity z lomu Černý vrch. Rekultivace byla zahájena v roce 1974. Vrstva navážených bentonitických zemin byla stanovena na 50 cm. Po zaorání bylo provedeno zatravnění a později zalesnění. V roce 1988 byla zahájena zemědělská rekultivace na pláni výsypky o celkové výměře 89 ha.

            Ve spolupráci Dolů Bílina, VÚHU Most, BP Teplice a VÚMOP Praha byla zjišťována úspěšnost zvolené metodiky rekultivace. Na výsypce Střimice bylo odebráno celkem 9 vzorků ze tří sond. Podařilo se odlišit svrchní vrstvu tvořenou ornicí (event.směsí ornice a bentonitu), střední vrstvu tvořenou bentonitem (event.směsí jílu a bentonitu) a původní materiál výsypky.

Svrchní vrstva je z mineralogického hlediska tvořena křemenem, kaolinitem, illitem, montmorillonitem. Občas se vyskytuje příměs živců, muskovitu. Chemismus je poměrně příznivý. Půdní reakce je neutrální, sorpce T střední až vysoká (dle obsahu bentonitu), obsah kalcitu kolísá. Obsah dusíku je nízký, obsah humusu střední. Obsah přijatelných živin je u fosforu nízký, u hořčíku a draslíku střední až vysoký. Ze zrnitostního hlediska jde o zeminy poněkud hrubozrnné, lze je charakterizovat jako písčitohlinité až hlinité. Pro rekultivační účely jsou přijatelné. Střední vrstva je tvořena převážně bentonitem. V mineralogickém složení tomu odpovídá výraznější podíl montmorillonitu. Půdní reakce je slabě zásaditá, sorpce T vysoká (s rostoucím obsahem montmorillonitu), roste obsah kalcitu. Obsah dusíku i humusu je nízký. Obsah přijatelných živin mírně stoupá oproti svrchní vrstvě. Ze zrnitostního hlediska jsou vzorky mírně hrubozrnné, odpovídají písčitohlinitým až hlinitým zeminám. Původní materiál výsypky je tvořen žlutými jíly s úlomky uhlí. Pro rekultivační účely jsou krajně nevhodné.

Výsledky potvrzují úspěšnost zvolené metody rekultivace výsypky Střimice. Dokumentuje to tabulka číslo 4. S ohledem na současnou tržní cenu suroviny však dnes prakticky nelze tento způsob rekultivace aplikovat.

 

Tabulka č. 4:  Vlastnosti rekultivovaného půdního profilu

sonda S1

-interval odběru

(m)

 

N

 

(%)

org.

látky

 

(%)

 

CaCO3

 

(%)

 

pH

přijatelné živiny

(%)

 

sorpce mekv/100 g

(%)

 

P

K

Mg

S

T

V

0,00-,60

0,07

1,24

0,98

6,79

10

190

102

13,4

19,7

68

0,60-0,90

0,07

0,68

9,93

8,23

1

218

949

36,3

36,3

100

pod 0,90

0,15

2,94

0,24

4,50

1

103

304

3,1

8,2

39

 

 

Organické hmoty

            Jedinou zemědělsky využitelnou doprovodnou surovinou ze souvrství uhelných slojí jsou v severočeské hnědouhelné pánvi oxyhumolity. Polohy oxyhumolitu byly zjištěny na lokalitách MUS, a.s. (Vršany) a DNT (Libouš, Merkur). Největší význam však má stále historické ložisko Václav u Duchcova těžené Doly Bílina.

            Humitany získávané ze suroviny mají v zemědělství velký význam jak samostatně, tak i ve směsi s dalšími hnojivy. V rámci technické rekultivace se však nemohou uplatnit s ohledem na relativně vysokou cenu při obrovském objemu používaných aditiv.

            V poslední době naopak stále roste význam směsi odpadních krátkých celulózových papírenských vláken a biologických kalů SEPAPu a.s. Štětí,  doplněné kůrou ze suchého odkornění. Uvedená směs je využívána jako základní organické hnojivo před výsadbou. Tato problematika však již přesahuje rámec předkládaného příspěvku.

 

Zeolity

            S ohledem na sorpční schopnosti jde o velmi účinnou a v poslední době propagovanou doprovodnou surovinu. V oblasti severočeské pánve se však nevyskytuje těžitelná akumulace (výskyty v Českém středohoří mají pouze mineralogický význam). S ohledem na cenu dovážených zeolitů  jejich aplikace pro Doly Bílina nepřichází v úvahu.            

 

Metodika tvorby antropogenních půdních profilů na lokalitách DB

 

            Z výše uvedených poznatků a zkušeností vyplynuly postupy tvorby půdního profilu na rekultivovaných lokalitách Dolů Bílina. Ty se pochopitelně zásadně liší podle charakteru výsypkové horniny a cíle rekultivace (lesnická, zemědělská).

 

a)  lesnická rekultivace

 Dle charakteru hornin svrchního horizontu rekultivované lokality lze doporučit následující varianty postupu:

VARIANTA 1

 Lze doporučit v případě hornin klasifikovaných na základě provedených laboratorních analýz porušených půdních vzorků jako písky nebo fytotoxické zeminy. V tomto případě je požadována aplikace slinitých hornin nebo bentonitických zemin v množství 3000-3500 m3.ha-1 následnou homogenizací (promísením) nebo křížovou orbou od 0,5 do 0,6m. V případě použití slinitých hornin s malou rozpadavostí je nezbytné počítat s 1-2 ročním přípravným (předaplikačním) návozem těchto melioračních hmot na rekultivovanou plochu. Sklon rekultivovaného povrchu výsypky může činit maximálně 16% (1:6).

 Doplňující rekultivační opatření: Aplikace organických hmot (kompostů) s upraveným poměrem C : N (25) v dávce 400 t.ha-1, zapravených do 0,30-0,50 m rekultivo- vaného povrchu výsypky a následný dvouletý přípravný agrocyklus (pěstování plodin na zelené hnojení). Po jeho ukončení bude zahájena podzimní výsadba lesních sazenic.

 

VARIANTA 2

 Lze doporučit u ostatních výsypkových zemin, kde jsou hlavními negativními půdními charakteristikami fyzikální a protierozní vlastnosti. V tomto případě je možné k rekultivačním účelům využít všechny dostupné zúrodnitelné zeminy a horniny (sprašové hlíny, ornice, slinité horniny, bentonitické horniny) aplikované v množství 1500-2000 m3.ha-1. Podmínkou je promísení  křížovou orbou nebo homogenizací s výsypkovou zeminou do hloubky 0,3-0,4 m. Sklon rekultivovaného povrchu výsypky může činit maximálně do 16% (1:6).

 Doplňující rekultivační opatření : Jsou požadována v rozsahu viz varianta 1.

 

VARIANTA 3

 Je alternativou obou předchozích variant a lze ji využít u všech výše popsaných hornin. Jde o převrstvení pouze sprašovými hlínami o mocnosti do 0,5m. Sklon rekultivovaného povrchu výsypky je u písků a fytotoxických zemin bez omezení, u výsypkových nadložních zemin (texturálně lehčích) v případě sklonu více jak 16% (1:6).

 Doplňující rekultivační opatření: aplikace organických hmot kompostů s upraveným poměrem C : N (25) v dávce 400 t.ha-1 zapravených do 0,30-0,50 m rekultivovaného povrchu výsypky, případně bodové mulčování organickými hmotami (kolem vysázených sazenic lesních dřevin). Následuje dvouletý přípravný agrocyklus (pěstování plodin na zelené hnojení). Po jeho ukončení bude zahájena podzimní výsadba lesních sazenic.

 

VARIANTA 4

 Lze doporučit výhradně v případě hornin klasifikovaných na základě provedených laboratorních analýz porušených půdních vzorků jako nadložní šedé kaoliniticko-illitické jíly optimálních vlastností. Na lokalitách Dolů Bílina jde o velmi vzácnou variantu. V tomto případě lze doporučit aplikaci organických hmot (kompostů) s upraveným poměrem C : N (25) v dávce 400 t.ha-1, zapravených do 0,30-0,50 m rekultivovaného povrchu výsypky. Následuje dvouletý přípravný agrocyklus (pěstování plodin na zelené hnojení). Sklon rekultivovaného povrchu výsypky je přípustný  maximálně do 16% (1:6).

 

 b)  Zemědělská rekultivace

V případě zemědělské rekultivace lze doporučit sklon rekultivovaného povrchu výsypky od 3 - 8% (1:33 - 1:12). Může být jednostranný i vícestranný.

 Z hlediska úpravy svrchního horizontu lokality jsou požadována následující opatření:

-         v případě výskytu písků nebo fytotoxických hornin je nutná úprava chemických půdních vlastností těchto zemin homogenizací (promísením) nebo křížovou orbou do hloubky cca 0,5 m, se slinitými nebo bentonitickými horninami aplikovanými v množství 1500 - 2000 m3.ha-1.

-         dalším opatřením je převrstvení technicky upraveného a stabilizovaného povrchu výsypky 0,6 m ornice tak, aby po ulehnutí byla zaručena vrstva 0,5 m

Další  rekultivační opatření: Minimálně pětiletý  agrocyklus (pěstování plodin na zelené hnojení, úprava půdní reakce, obsahu humusu a přijatelných živin. Aplikace zpracovaných osevních postupů VÚMOP Praha).

 

Závěr

 

Cílem tohoto příspěvku je provedení klasifikace skrývkových hornin lokalit Dolů Bílina a ukázka závazných postupů pro pedologický průzkum a provádění jednotlivých typů rekultivací na výše uvedených lokalitách. Jsou zde  velmi stručně shrnuty její hlavní zásady a požadavky.

Promyšlené využívání rekultivačních aditiv, zejména ornice, spraší, slínovců a bentonitů je dnes typické zejména pro Doly Bílina, jejichž území jsou z hlediska obtížnosti rekultivačních prací nejnáročnější. Dostupné typy rekultivačních aditiv jsou však dnes využívány  na všech těžebních lokalitách.

            Vedle ornice se v současné době jeví pro rekultivaci lokalit Dolů Bílina jako nejvýznamnější akumulace spraší a sprašových hlín v předpolí dolu. Zejména na lokalitách s předpokládanou lesnickou rekultivací jsou tyto suroviny nezastupitelné. Slínovce jsou ve velké míře využívány při rekultivaci výsypky Radovesice, s jejich aplikací se do budoucna počítá i na vnitřní výsypce DB. Bentonity byly velmi úspěšně využity při rekultivaci výsypky Střimice, dalším aplikacím však brání vysoká tržní cena suroviny. Vysoká cena spolu s potřebou velkých objemů suroviny brání rovněž významnějšímu využití oxyhumolitů. Lokality zeolitů zjištěné v severočeské pánvi a jejím okolí mají pouze mineralogický význam a objev ložiskových akumulací je velmi nepravděpodobný.

            Prezentovaným výsledkem výzkumu jsou návrhy jednotlivých variant tvorby antropogenních půdních profilů na lokalitách Dolů Bílina. Dílčí problémy této práce týkající se situování a charakteristiky zúrodnitelných hornin byly zpracovány s přispěním grantové agentury České republiky v rámci řešení grantového projektu číslo 105/01/0487.

 

Přehled použité literatury

 

/1/  Fišera, E. a kol.:      Hodnocení zemin severočeské pánve z hlediska vhodnosti pro

                                      rekultivační účely

                                      Zpráva,  M.S. BPT, 1990

 

/2/  Malkovský, M.:        Geologie severočeské hnědouhelné pánve a jejího okolí

                                      ÚÚG, Praha, 1985

 

/3/  Hraško, J. a kol.:     Aplikované podoznalectvo

                                      Bratislava, 1988

 

/4/  Kohel, J. a kol.:        Metodika zemědělských a lesnických rekultivací

                                      Metodika, VÚMOP Praha, 1992

 

/5/  Řehoř, M.:    Posouzení vhodnosti zemin lokalit Dolů Bílina pro rekultivační účely

                                      Posudek, M.S. VÚHU, 1996

 

/6/  Řehoř, M. a kol.:     Využití doprovodných surovin získaných při povrchové těžbě    

                                       hnědouhelných ložisek pro rekultivaci těchto lokalit

                                       Referát, VŠB – TU Ostrava, 2002

 

 

 

 

ANOTACE

 

            S postupným omezováním těžby uhlí stoupá na celém území severočeské pánve význam rekultivačních prací. Specifikou Severočeských dolů, a.s. je těžba na dvou geologicky zcela odlišných lokalitách, což vyžaduje i poněkud odlišnou metodiku jejich rekultivace. Z hlediska složení zakládaných hornin je situace nejsložitější na některých lokalitách Dolů Bílina. Obtížnost rekultivace výsypek Dolů Bílina spočívá v extrémně nepříznivých vlastnostech hornin sypaných na většinu výsypkových těles. Lze konstatovat, že rekultivace lokalit Dolů Bílina je v rámci severočeské pánve nejnáročnější.

            Příspěvek stručně shrnuje geologickou situaci dolu Bílina a pedologické vlastnosti dostupných zúrodnitelných hornin. Podrobněji jsou zde hodnoceny vlastnosti ornice, spraší, sprašových hlín, slínů, slínovců, bentonitů a organických hmot včetně jejich využitelnosti pro rekultivační účely.

            V závěru příspěvku jsou navrženy metody tvorby antropogenních půdních profilů s využitím rekultivačních aditiv na rekultivovaných lokalitách Dolů Bílina dle vlastností hornin území a požadovaného typu rekultivace.