Přednáška XI. Vliv člověka na H.P. část 1. klíčová slova: geologickáčinnost člověka, antropogenní sedimenty, rekultivace 1
Geologickáčinnost člověka lze rozdělit na: rušivou přenosnou tvořivou 2
Zásahem do živé přírody i neživé přírody mění člověk vzhled zemského povrchu a způsobuje často i změnu klimatických poměrů v mnohých oblastech. Následkem často bývá zvýšení nebo i omezení činnosti jiných vnějších geologických činitelů (narušení geochemických cyklů). 3
1.Činnost rušivá Člověk je důležitým denudačním činitelem. Na rozdíl od ostatních exogenních činitelů (voda, ledovce, vítr), které postihují zemský povrch stejnoměrně, člověk narušuje zemský povrch a odnáší hmoty náhodně a zcela nepravidelně, podle okamžité potřeby. Rušiváčinnost se může projevit buď okamžitě (př. skrývka ornice před výstavbou, otvírka nového ložiska), nebo v pozdější době (obnovení aktivity sesuvu, propady po historické hlubinné těžbě). 4
Dle typu lidskéčinnosti lze narušení zemského povrchu rozdělit na: Projevy podpovrchovéčinnosti: hlubinná těžba, podzemní stavby, poklesy v poddolovaných územích 5
Projevy povrchové těžby nerostných surovin: povrchové lomy (uhlí, stavební kámen), pískovny, hliniště 6
Přípravné práce před výstavbou inženýrských děl: skrývka orniční vrstvy pro umístění základů budovy, změny vzhledu terénu při pozemkových a krajinářských úpravách 7
Narušování stability svahů: výstavba v sesuvném území, zatížení svahu 8
Eroze půd: zvýšení rizika eroze (vodní i větrné) nevhodným typem hospodaření 9
Degradace půd: - fyzikální i chemická - způsobená nevhodným typem zavlažování, přehnojováním půd, použitím příliš těžké zemědělské mechanizace 10
2. Činnost přenosná Přenosná činnost je úzce spjata s činností rušivou, neboť vytěžená nebo jinak narušená zemina či hornina se zpravidla ihned transportuje z místa svého původu. Přenášený materiál pokračuje do místa další úpravy (drtičky kamene, úpravny rud), na přechodná deponie (zemníky pro ukládku ornice) či na trvalá úložiště (odvaly, výsypky) Při transportu se využívá všech způsobů dopravy, nejčastěji však dopravy pásové a automobilové. Transportní vzdálenost se pohybuje od několika metrů (odvaly z průzkumných štol) až po desítky kilometrů (pásové dopravníky povrchových velkolomů, centrální úpravny rud) 11
12
3. Činnost tvořivá Člověk při svéčinnosti vytvářířadu nových uloženin, povrchových i podpovrchových. Uloženiny vzniklé činností člověka nazýváme souhrnně antropogenní sedimenty. Dělí se na: navážky - nacházející se na povrchu + skládky odpadů povrchové i podpovrchové zavážky (zakládky) - situované pod povrchem 13
Navážka nahromadění odpadových hmot na zemském povrchu. Bývá rozprostřena poměrně slabá vrstva ve značné ploše (velkolomy SHD), nebo je nakupena na jednom místě o větší mocnosti (zemníky). Složení navážek je různorodé a závisí na typu činnosti. Mezi navážky řadíme odvaly, výsypky povrchových dolů, deponie, složiště popílku, skládky, sypané hráze a stavby obecně. 14
Odval (halda) Odvaly vytváříčlověk v blízkosti dolů, lomů, odklizů a jam. Je tvořen zpravidla dále nevyužitelnými hmotami, jež bylo nutné vyvézt nebo odstranit při těžbě rud, uhlí, stavebních kamenů nebo jiných užitkových nerostů a hornin. Tento materiál je při těžbě nerostných surovin nazýván hlušinou. Zvětraliny a pokryvné útvary, které na povrchu zakrývají ložiska (např. štěrkopísky, cihlářské suroviny, uhlí) a před jejichž těžbou je nutné je odstranit, se nazývají skrývkou. Odval má zpravidla kuželovitý tvar a malý plošný rozsah (př. odvaly šachet v okolí Příbrami, Ostravy atd.) 15
Obr. 6. Rekultivovaný odval uranového dolu Drahonín na Českomoravské vysočině Zdroj: www.diamo.cz Obr. 6. Odval dolu Tuchlovice Zdroj: www.mpo.cz 16
Výsypky Výsypky povrchových lomů jsou významným antropogenním produktem. Obsahují vrstvy nadloží uhelných slojí, které jsou vedle hlušiny zastoupeny i potenciálními nerudními surovinami jako jsou písky a různé keramické jíly. Vnější výsypky (ukládané mimo těžební prostor), výrazně mění morfologii území a často i mikroklima. Plošně zaujímají rozsáhlá území a dosahují i několika set metrů mocnosti. Vnitřní výsypky (ukládání do vytěženého prostoru) jsou součástí rekultivačních plánů dolu po ukončení těžby a pro její zahlazení. 17
Obr. 7. Výsypka lomu Chabařovice Zdroj: www.cgu.cz 18
Sypané hráze, terasy Hráze a násypy vytvořené člověkem připomínají svým tvarem a složením některé ledovcové (glaciální) netříděné uloženiny. Terasovitě nasypané navážky a opěrné zdi v údolích se podobají přírodním říčním terasám, které vznikly výmolovou (erozivní) a akumulační (ukládací) činnostířek. Obr. 8. Terasovité vinice v údolí Labe Zdroj: www.fotobk.wz.cz 19
Deponie Na deponie je ukládán materiál, který vzniká při stavebních pracích, jako např. zakládání budov, budování zářezů pro silnice a železnice, při ražení tunelů a štol apod. Jedná se o přechodná úložiště, materiál z deponií bývá zpravidla použit na rekultivace po ukončení stavby či těžby, případně na náhradní rekultivace. Složiště popílku Nachází se v blízkosti tepelných elektráren. Zaujímají velkou plochu, vyplňují přírodní deprese nebo prostory po těžbě uhlí, ale díky zvyšování hrází tvoří i umělé elevace v území. Vlastní popílek patří mezi odpady, takže složiště popílků patří mezi skládky odpadů. 20
Obr. 9. Složiště popílku elektrárny Mělník Zdroj: www.aquatis.cz 21
Skládky odpadů Jsou tvořeny zbytky stavebních hmot, popela a škváry, střepů skla, kovových předmětů, dřeva, papíru, plastických hmot apod. Podle vyhlášky MŽP o podrobnostech nakládání s odpady se dělí na kategorie S-IO, S-OO, S-NO. Skládky lze považovat za uloženiny nejmladší geologické doby, mají proto stratigrafický význam pro archeology. Navážky se u sídelních útvarů hromadily po staletí a v každém období se užívalo jiných předmětů a hmot. Jejich zbytky v navážkách mají srovnatelnou stratigrafickou hodnotu jako zkameněliny ve vrstvách starších geologických útvarů. Jelikož jsou tyto zbytky dokladem lidských kultur v určitých historických dobách, označujeme tyto navážky jako kulturní vrstvy. 22
Obr. 10., 11. Skládka komunálního odpadu v Salzburgu Zdroj: www.rhv-sab.at 23
Zavážka Podzemní uloženiny vznikají především při dobývání různých ložisek nerostných surovin. Prázdné prostory jsou ihned po vyrubání ložiska vyplňovány různými hmotami, aby došlo k vyrovnání tlaku nadloží. Tím se předejde rychlému zavalení dutin, které by mohlo vyvolat rušivé změny nejen v dolech, ale i na zemském povrchu (půdní poklesy). Jako zakládky se v dolech nejčastěji používá hlušina. Pokud tento materiál nestačí, využívají se staré odvaly. Ve vybraných a předem zhodnocených lokalitách se mohou prázdné prostory vyplňovat pískem, štěrkopískem či jílem, případně struskou z hutí, popelem a škvárou v podobě podzemních skládek odpadu. 24
Podle mechanických vlastností ukládaného materiálu a také podle charakteru podzemních prostor se tyto hmoty do dutin buď nasypávají, nebo jsou naplavovány vodou, popřípadě vháněny pod tlakem vzduchem. Podobné jevy lze v krajině nalézt především v krasových oblastech (viz jeskynní sedimenty). 25
Antropogenní horniny Jako antropogenní se označují ty minerály a horniny, na jejichž vzniku či vývoji se jakýmkoliv způsobem podílel člověk, ale jejich vznik nebo vývoj probíhal alespoň zčásti jako přírodní proces. K antropogenním horninám řadíme: Přírodní horniny, vznikající v důsledku lidské činnosti sedimenty umělých vodních nádrží, usazeniny odkališť, skládky, náspy, sypané hráze Přírodní horniny účelově upravené horniny se změněným objemem, barvou, výběr určité zrnitostní frakce, zpevnění injektáží, se změněnou strukturou nebo chemickým složením, žáruvzdorné hmoty 26
Obr. 12. Rybniční kaly na dně malé vodní nádrže Zdroj: www.env.cz Obr. 13. Pískovna Most u Bratislavy Zdroj: www.kool.cz 27
Horninám podobné materiály uměle vytvořené napodobením přírodních procesů (technolity) tavené horniny, umělé kameny, skla, kovy a slitiny, stavební pojiva, hrnčířské a keramické směsi, strusky, popely, popílky Patologické konkrementy vytvářejí se v těle organismů fosfáty, oxaláty, karbonáty, silicity, soli kyseliny močové 28
Petrografické, genetické a strukturní typy hornin Technolity 1. horniny magmatické uzavřeniny (xenolity) 2. sedimentární horniny 3. metamorfované horniny horniny kontaktní přeměny strusky, tavené cementy, skla, tavený korund, tavené horniny (petrurgie), krystalizace kovů z tavenin (metalurgie) vměstky v oceli a dalších kovech, uzavřeniny ve skle betony různého typu, vápno-silikátové produkty, slévárenské písky, popílky, energosádrovce, sádrové maltoviny, skládky a navážky dinas, šamot, cementářský slínek, porcelán, speciální keramické hmoty zóny použitého žáruvzdorných hmot (šamot, korund) při použití v pecích, sklářských vanách Tab. 1. Porovnání přírodních typů hornin a technolitů Zdroj: Masarykova univerzita 29
Dle obdoby s přírodními horninami antropogenní materiály se dělí na: A. Obdobu vyvřelých hornin utuhnutím z tavenin Utuhnutím z tavenin převážně křemitých nebo křemičitanových vzniká umělé sklo a sklovité strusky. Přírodní obdobou jsou sopečná skla (obsidián) nebo fulgurity. Z roztavených rud se získávají kovy v čisté podobě. Ryzí kovy jsou v přírodním stavu poměrně vzácné. B. Obdobu sedimentárních hornin - stmelením úlomků Stmelením úlomků např. těženého kameniva (písků a štěrků), nebo drceného kameniva (různých frakcí drcených hornin) vápnem a cementem vznikají umělé hmoty podobné slepencům a brekciím - malta a beton. 30
C. Obdobu metamorfovaných hornin - přeměnou způsobenou vysokou teplotou K materiálům vytvořených člověkem, které vznikly přeměnou za vysokých teplot, patří různé keramické výrobky. Pálením cihlářských hlín se vyrábějí cihly, tašky na střechy, drenážní trubky apod. Ze speciálních jílů se vyrábí žáruvzdorné výrobky např. šamot, z křemenců dinas, z magnesitu magnesitové cihly; z kaolinu, živce, křemene a vody porcelán. Dalším důležitým výrobkem člověka je vápno (CaO), které vzniká pálením vápence. Jiným tmelem, který člověk vyrábí ke stavebním účelům je cement. V přírodě probíhají podobné děje na kontaktu vyvřelých a sedimentárních hornin za vzniku porcelanitů. 31
32
Vliv těžby nerostných surovin na geomorfologii: Těžba patří k nejvýznamnějším interakcím mezi člověkem a H. P. Během vývoje lidské společnosti stoupá počet těžených surovin a objemy těžby stále stoupají. Způsoby těžby: povrchový (hnědé uhlí, bauxit) hlubinný (černé uhlí, polymetal. kovy) čerpání z vrtů (ropa, z. plyn, loužení uranu) - Těžba se podílí na změnách tvarů terénu při povrchové těžbě dochází ke tvorbě nových povrchových útvarů (těžební jámy, výsypky), při hlubinné těžbě mohou vznikat pinky a propady. 33
Rekultivace území postižených těžbou Každá těžba nerostných surovin, zejména povrchová, způsobuje devastaci krajiny. Rekultivace znamená aktivní obnovu a tvorbu půdního fondu v oblasti devastované průmyslovou činností. Náprava tohoto stavu se provádí sanačními pracemi a rekultivační činností. Optimální způsob zahlazování vyžaduje nejen řešení technická, ale i vytvoření potřebných ekonomických nástrojů a legislativních pravidel. Zákonem ČNR č. 541/1991 Sb. je určeno těžebním organizacím vytvářet finanční rezervy na sanace a rekultivace. Její stanovení však nepřihlížejí k tzv. dluhům minulosti, tj. k době těžeb před privatizací těžebních společností, kdy doly a lomy byly ve vlastnictvíčeskoslovenského státu. 34
Obr. 17., 18. Rekultivace lomu Ležáky u Mostu (zdroj: http://www.ecmost.cz/cd/rek ultivace/rekultivace.htm) 35
Nejvýznamnější požadavky na rekultivace jsou následující: krajina musí být ekologicky vyvážená, nejúčinnější stabilizační prvky jsou výsadby lesů, parků a vodních ploch krajina musí být ekonomicky efektivní, musejí v ní být zastoupeny vysoce produktivní formy zemědělských rekultivací důležitý je zdravotní požadavek, vhodný reliéf je významný pro vytváření makroklimatických a bioklimatických poměrů podstatná je rovněž kvalita rekultivovaných půd, ve kterých musí být zastoupeny mikroorganismy, důležité pro koloběh látek a E požadavek estetický Proto, aby krajina splňovala všechny tyto aspekty, existují plány obnovy krajiny - prognóza a generel rekultivací. 36
37
Postup rekultivace v etapách: 1 Důlně-technická etapa 1.1 Průzkum nadložních hornin 1.2 Volba místa pro otevření lomu 1.3 Selektivní odkliz nadložních hornin 1.4 Umístění výsypek a jejich tvar 2 Ekotechnická etapa terénní úpravy, meliorace 3 Biotechnická etapa 3.1 Zemědělská rekultivace 3.2 Lesnická rekultivace 3.3 Vodní (hydrická) rekultivace 3.4 Ostatní (rekreační rekultivace 4 Postrekultivační etapa zařazení území do běžného obhospodařování 38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
ČAS??? EKONOMIKA??? ESTETIKA??? PRIORITY!!! 58