Аномальный характер растительности как индикатор локальных фильтрационных нарушений в теле насыпных гидротехнических сооружений

Рассмотрена проблема поиска потенциальных индикаторов наличия в теле насыпных гидротехнических сооружений фильтрационных нарушений. При рассмотрении механизма аварии на плотине Лагуна обращено внимание на наличие у подножия сооружения в створе, в котором произошла авария, высоких деревьев. Была сформулирована гипотеза о том, что высокие деревья могут быть связанны с фильтрационными нарушениями и, соответственно, служить индикатором таких нарушений. Международный опыт обследования насыпных дамб хвостохранилищ позволил подтвердить данную гипотезу. Выявлены два противоположных сценария взаимосвязи нарушения фильтрационных свойств и аномального характера растительности: усиление фильтрующегося потока и обводнение участков ГТС приводит к дополнительному питанию корневой системы растений и интенсификации роста растительности, или наличие фильтрующегося потока приводит к деградации растительного покрова вследствие изменения химического состава воды. Для целей апробации данного индикатора в натурных условиях, а также ответа на вопрос о применимости данного индикатора в неблагоприятных для развития растительного покрова условиях были рассмотрены результаты ежемесячного многолетнего визуального обследования дамбы хвостохранилища Мурманской области. Рассмотренный опыт обследования дамбы хвостохранилища показал, что аномальный характер растительности может эффективно использоваться и в неблагоприятных для растительности условиях, складывающихся на хвостохранилищах горнорудных предприятий, а также в климатических условиях Крайнего Севера. Также было отмечено, что ценной особенностью проявления данного индикатора является возможность обнаруживать фильтрационные нарушения, которые не имеют непосредственного выхода на поверхность.

Максимов Д. А. Аномальный характер растительности как индикатор локальных фильтрационных нарушений в теле насыпных гидротехнических сооружений // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 7. – С. 146–156. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_7_0_146.

Максимов Дмитрий Анатольевич — научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра РАН, ORCID ID: 0000-0002-6772-6776.

1. Chen F., Yao Q., Tian J. Review of ecological restoration technology for mine tailings in China // Engineering Review. 2016, vol. 36, no. 2, pp. 115—121.

2. Evaluation and monitoring of seepage and internal erosion. Interagency Committee on Dam Safety. Federal Emergency Management Agency (FEMA), 2015, 576 p.

3. Ma W., Zhang G., Yang Y., Wang P., Zhao Y., Lin Q. The piping failure mechanism of a loess dam: The 2021 dam break of the Yang Village reservoir in China // Frontiers in Earth Science. 2022, vol. 10, pp. 1—10. DOI: 10.3389/feart.2022.892179.

4. Piciullo L., Storrøsten E. B., Liu Z., Nadim F., Lacasse S. A new look at the statistics of tailings dam failures // Engineering Geology. 2022, vol. 303, pp. 1—15. DOI: 10.1016/j.enggeo.2022.106657.

5. Roche C., Thygesen K., Baker E. et al. Mine tailings storage: safety is no accident. A UNEP rapid response assessment. United Nations Environment Programme and GRID-Arendal, Nairobi and Arendal, 2017, 70 p.

6. Калашник А. И. Комплексные исследования и мониторинг хвостохранилищ горнопромышленных предприятий Кольского региона // Горный журнал. — 2020. — № 9. — С. 101—106. DOI: 10.17580/gzh.2020.09.15.

7. Калашник А. И., Калашник Н. А., Запорожец Д. В. Исследование состояния насыпного гидротехнического сооружения на моренном основании // Ученые записки ПетрГУ. Серия: Естественные и технические науки. — 2014. — № 6 (143). — С. 92—98.

8. Мельников Н. Н., Калашник А. И., Калашник Н. А., Запорожец Д. В. Комплексная многоуровневая система геомониторинга природно-технических объектов горнодобывающих комплексов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2018. — Т. 54. — № 4. — С. 3—10. DOI: 10.15372/FTPRPI20180401.

9. Максимов Д. А. Индикаторы наличия в теле насыпного гидротехнического сооружения локальных нарушений фильтрационной устойчивости // Проблемы недропользования. — 2018. — № 2 (17). — С. 98—105. DOI: 10.25635/2313-1586.2018.02.098.

10. Marsal R. J., Pohlenz W. The failure of Laguna dam // Performance of Earthand Earth-Supported Structures, ASCE. 1972, vol. 1, pp. 489—505.

11. Mulugisi G., Gumbo J. R., Dacosta F. A., Muzerengi C. The use of indigenous grass species as part of rehabilitation of mine tailings: A case study of New Union Gold Mine / Proceedings of the International Mine Water Conference International Mine Water, 2009, pp. 1—8.

12. Bernd G. L. Mine wastes. Characterization, treatment, environmental impacts. Springer, 2007, 315 p.

13. Bahn G.-S., Kim S.-Y., Choi J.-Y. Comparative study on flora characteristics and species diversity on dam slopes for sustainable ecological management: Cases of Eight Dams in Korea // Land. 2021, vol. 10, no. 12, article 1403. DOI: 10.3390/land10121403.

14. Suhatril M., Osman N., Azura Sari P., Shariati M., Marto A. Significance of surface eco-protection techniques for cohesive soils slope in Selangor, Malaysia // Geotechnical and Geological Engineering. 2019, vol. 37, pp. 2007—2014. DOI: 10.1007/s10706-018-0740-3.

15. Punetha P., Samanta M., Sarkar S. Bioengineering as an effective and ecofriendly soil slope stabilization method: A review // Landslides: Theory, Practice and Modelling. 2019, vol. 1, pp. 201—224. DOI: 10.1007/978-3-319-77377-3_10.

16. Leite D. H., Marcelino J. Application of drones and oss for mapping and visual inspection of embankment dams / Fourth International DAM WORLD Conference. 2020, vol. 1, pp. 1—13.

17. Martins W. B. R., Lima M. D. R., Barros U. O., Amorim L. S. V.-B., Oliveira F., Schwartz G. Ecological methods and indicators for recovering and monitoring ecosystems after mining: A global literature review // Ecological Engineering. 2020, vol. 145, pp. 1—11. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2019.105707.

18. Mesyats S. P., Ostapenko S. P. A satellite data driven study of the relief impact on the assessment of the vegetable cover created to suppress the wind and water erosion of stored ore processing waste / 20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2020, Albena. 2020, pp. 11—18. DOI: 10.5593/sgem2020/5.1/s20.002.

19. Mesyats S. P., Ostapenko S. P. Perspective of using satellite observing data to monitor the grass sod state while conserving stockpiled ore processing wastes / 19th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, Albena. 2019, pp. 533—540. DOI: 10.5593/sgem2019/5.1/S20.067.

20. Максимов Д. А. Динамика деформационных и фильтрационных процессов на участке насыпного гидротехнического сооружения по данным визуального мониторинга // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 10. — С. 80—89. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2021_10_0_80.

21. Максимов Д. А., Дьяков А. Ю. Мониторинг локальных нарушений фильтрационных процессов в дамбах хвостохранилищ горнорудных предприятий комплексом геофизических и визуальных методов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 8. — С. 154—163. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_8_0_154.