Zdolności retencyjne gruntów pogórniczych po rekultywacji technicznej

Odkrywkowa eksploatacja węgla brunatnego wywołuje przekształcenia głównie geomechaniczne w otaczającym środowisku przyrodniczym. Szczególny wpływ wywiera na podstawowy element biotypu jakim jest gleba [1]. W miejsce gleb, najczęściej niskich klas bonitacyjnych, powstają grunty pogórnicze, które są utworami powstałymi w wyniku urabiania, transportowania i zwałowania nadkładu. Grunty pogórnicze są mieszaniną wszystkich skał występujących w nadkładzie. W nadkładzie złóż węgla brunatnego, eksploatowanego w Konińsko-Tureckim Zagłębiu Węglowym, zalegają utwory czwartorzędowe-gliny zwałowe zlodowacenia środkowopolskiego i bałtyckiego oraz piaski, a także skały trzeciorzędowe-iły poznańskie i sporadycznie piaski mioceńskie. Dominującą skałą osadową jest glina zwałowa szara [3]. Powstające z gruntów pogórniczych zwałowiska zmieniają architekturę krajobrazu i jednocześnie tworzą nowe układy ekologiczne, które wymagają odpowiednio długiego okresu czasu na odtworzenie właściwych struktur [4]. Są one włączane, w wyniku różnorodnych zabiegów rekultywacyjnych oraz wieloletniego użytkowania do rolniczej bądź leśnej przestrzeni produkcyjnej. Celem pracy była ocena zdolności retencyjnych gruntów pogórniczych zwałowiska wewnętrznego odkrywki "Kazimierz Północ", na którym w 1998 roku przeprowadzono rekultywację techniczną i rozpoczęto rekultywację rolniczą. Na podstawie szczegółowych badań gleboznawczych stwierdzono, że pokrywa gruntowa badanych powierzchni doświadczalnych wykazuje niewielką zmienność, tak w układzie przestrzennym, jak i profilowym w uziarnieniu oraz podstawowych właściwościach fizycznych i chemicznych badanego obszaru zwałowiska wewnętrznego. Stwierdzono, że stan retencji odpowiadający polowej pojemności wodnej (RPPW), jest najmniejszy w profilach zbudowanych przeważnie z glin lekkich i w warstwie 0÷100 cm osiąga wartość od 260 mm do 275 mm. W pozostałych profilach, zbudowanych z glin średnich, stan retencji przy PPW jest większy i wynosi średnio 331 mm. Przeprowadzone badania wykazały także istotne różnice w zawartości wody łatwo dostępnej dla roślin. Przeprowadzone badania terenowe wykazały również istotne różnice w przepuszczalności wierzchnich warstw badanych gruntów. Najmniejsze zdolności infiltracyjne stwierdzono na powierzchniach zbudowanych z gliny średniej. Wartości współczynników infiltracji ustalonej w warstwie 0÷30 cm tych glin wynosiły średnio 1,57 cm?h-1 i były ponad 10-krotnie mniejsze niż na powierzchniach zbudowanych z glin lekkich. Zróżnicowanie zdolności infiltracyjnych wierzchnich warstw omawianych gruntów pogórniczych wpłynęło na kształtowanie się ich uwilgotnienia. W okresie o dużej sumie opadów, zapasy wody w profilach o uziarnieniu glin lekkich były średnio o 41 mm większe w porównaniu z profilami zbudowanymi z glin średnich.

The paper presents the results of field research and observation carried out on nine experimental areas located at inner waste heap of the "Kazimierz Północ" open pit. The open pit is located in the Kujawskie Lakeland (52o20' N, 18o05'E). The results of detailed analyses of field and laboratory investigations allow to draw following conclusions: Basing on the detailed pedological investigations it was noted, that the ground cover of the studied experimental areas shows small variation, so in spatial arrangement, as well as in the profiles in granulation and basic physical and chemical proprieties of the investigated area of internal heap. It was affirmed, that the retention state corresponding to the field water capacity (RPPW), it is the smallest in the profiles built from light clays and in layer 0÷100 cm achieves values from 260 mm to 275 mm. In remaining profiles, built from average clays, the state of retention by PPW is larger and amounts on average to 331 mm. The conducted investigations showed also essential differences in the content of water easily available the for plants. Conducted field investigations also showed essential differences in the penetrability of top layers of studied soils. The smallest infiltrative abilities were affirmed on the areas built from average clays. The values of coefficients of vertical percolation in layer 0÷30 cm of these clays carried out the average 1,57 cmźh-1 and they were over ten times smaller than on areas built from light clays. Differentiation of the infiltrative abilities of top layers of described post-mining soils influenced on the shaping of their water content. In the period with high sum of precipitations, water content in the profiles with granulation of light clays cycle were on average about 41 mm bigger in comparison with profiles built from average clays. The investigation shows high usefulness of analysed post-mining grounds for agricultural reclamation.