Road rehabilitation in 2000 (Kirsten Mahood)

Strip mine rehabilitation (Afrique du Sud)

Description

Rehabilitation of areas degraded by strip mining, through returning stockpiled topsoil and transplanting of indigenous species, to promote revegetation.

In contrast to the land degradation commonly caused when ‘strip mining’ is carried out, a land rehabilitation technology, which was first developed experimentally, is now routinely applied by mining companies on the west coast of South Africa. Indeed it is now a legal requirement in South Africa for mining companies to rehabilitate mined areas to a condition and productivity equivalent to the pre-mining situation.
The primary purpose of the technology described here is to achieve this result – thus allowing the site to be used again for extensive grazing by sheep and wild animals. Revegetation also reduces wind erosion. The technology further contributes to increasing biodiversity, as particular attention is given to planting a range of locally endemic and other indigenous species.
The sequence of operations is as follows: during strip mining operations the topsoil is pushed to one side by bulldozer, and stockpiled. The substrata is then excavated mechanically, removed by tipper truck, and processed to extract the heavy metals. The tailings (waste materials) are returned by tipper truck to the area from which they were mined, and then levelled by bulldozer. The stockpiled topsoil is returned and spread by bulldozer over the levelled tailings. Indigenous succulents and other plant species are dug out by hand, with a spade, from either the surrounding areas of natural vegetation, or from the piles of topsoil (where plants may have naturally established) and transplanted manually into the newly spread topsoil. The planted areas are protected from wind erosion by erecting fine mesh nylon netting as windbreaks. These are 0.8 metre high and 5 metres apart. The nets are usually installed for a period of up to 2-3 years. Subsequently they are removed, once the vegetation has successfully become re-established, and they may be re-used at the next rehabilitation site. Maintenance activities continue for a few years – until the site is rehabilitated. An individual mine strip is usually about 1 km long and some 100 m wide.
This form of strip mine rehabilitation has been in operation since 1990, and costs on average just over US$ 200 per hectare, with all expenses met by the mining company. This particular approach was developed for the Anglo-American subsidiary – ‘Namaqua Sands’. A similar approach was adopted by ‘PBGypsum Mines’ located further inland, where rehabilitation is also conducted on several hundreds hectares of mined land. Not all mining companies use the same technology, however.

Purpose of the Technology: Establishment activities:
Mining activities (not part of technology)
1.Removal and stock piling of topsoil
2.Excavation, removal and processing of substrata to extract heavy minerals
3.Return and levelling of the mine tailings
4.Return and spreading of topsoil Technology activities
5.Collection/digging up of indigenous plants
6.Transplanting into returned topsoil
7.Erection of fine mesh nylon net windbreaks Activities 1-4 are a continuous process associated with the speed of mining activities and involve the use of heavy earth moving machinery (bulldozers, front end loaders, tipper trucks). Activities 5&6 take place immediately prior to the onset of the rainy season and involve hand labour for collection and transplanting and tractor and trailer for transporting collected plants. Activity 7 can take place at any time of the year involving hand labour for erection of the nets and tractor and trailer for transport.

Maintenance / recurrent activities per year:
Maintenance activities restricted to:
1.Ensuring the nylon nets remain upright
2.Supplementary watering during the winter months, when rainfall inadequate, to support plant growth

Lieu

Lieu: Brand-se-Baai, Western Cape, Western Cape, Afrique du Sud

Nbr de sites de la Technologie analysés:

Géo-référence des sites sélectionnés
  • 17.9128, -31.2736

Diffusion de la Technologie: répartie uniformément sur une zone (approx. 1-10 km2)

Dans des zones protégées en permanence ?:

Date de mise en oeuvre: il y a moins de 10 ans (récemment)

Type d'introduction
Rehabilitation in 2000 (Kirsten Mahood)
Rehabilitation in 2002 (Kirsten Mahood)

Classification de la Technologie

Principal objectif
  • améliorer la production
  • réduire, prévenir, restaurer les terres dégradées
  • préserver l'écosystème
  • protéger un bassin versant/ des zones situées en aval - en combinaison avec d'autres technologies
  • conserver/ améliorer la biodiversité
  • réduire les risques de catastrophes
  • s'adapter au changement et aux extrêmes climatiques et à leurs impacts
  • atténuer le changement climatique et ses impacts
  • créer un impact économique positif
  • créer un impact social positif
L'utilisation des terres

  • Pâturages
    • Ranching
  • Mines, industries extractives - Précisez: Stockpiling of topsoil; processing of subsoil

Approvisionnement en eau
  • pluvial
  • mixte: pluvial-irrigué
  • pleine irrigation

But relatif à la dégradation des terres
  • prévenir la dégradation des terres
  • réduire la dégradation des terres
  • restaurer/ réhabiliter des terres sévèrement dégradées
  • s'adapter à la dégradation des terres
  • non applicable
Dégradation des terres traité
  • érosion hydrique des sols - Wt: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)/ érosion de surface
  • érosion éolienne des sols - Et: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)
  • dégradation physique des sols - Pu: perte de la fonction de bio-production en raison d’autres activités
Groupe de GDT
  • sans objet
Mesures de GDT
  • pratiques agronomiques - A3: Traitement de la couche superficielle du sol (A 3.1: Systèmes de culture sans travail du sol)
  • pratiques végétales - V5: Autres
  • structures physiques - S11: Autres

Dessin technique

Spécifications techniques
Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate

Technical knowledge required for land users: moderate

Main technical functions: reduction in wind speed

Secondary technical functions: improvement of ground cover, increase in organic matter, increase of infiltration, increase in soil fertility

Scattered / dispersed
Vegetative material: O : other
Number of plants per (ha): 2000
Vertical interval within rows / strips / blocks (m): 5

Other species: Succulent plants

Slope (which determines the spacing indicated above): 4.00%

Structural measure: silt fence
Spacing between structures (m): 5
Height of bunds/banks/others (m): 0.8

Construction material (other): nylon net - small grid size

Silt fence: all 5m and height of 0.8m
Author: Kirsten Mahood

Mise en œuvre et entretien : activités, intrants et coûts

Calcul des intrants et des coûts
  • Les coûts sont calculés :
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts : Rand
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = 9.07 Rand
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : 12.00
Facteurs les plus importants affectant les coûts
Labour costs
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. Collection of plants from natural vegetation (Calendrier/ fréquence: Pre-rainy season)
  2. Collection of plants from topsoil stockpiles (Calendrier/ fréquence: Pre-rainy season)
  3. Transport plants to rehabilitation area (Calendrier/ fréquence: Pre-rainy season)
  4. Plant all plants (Calendrier/ fréquence: Pre-rainy season)
  5. Insert droppers into net pockets (Calendrier/ fréquence: all year)
  6. Spread nets over topsoil areas (Calendrier/ fréquence: all year)
  7. Erect nets and hammer in droppers (Calendrier/ fréquence: all year)
Intrants et coûts de mise en place
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Rand) Coût total par intrant (Rand) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Labour hectare 1,0 75,0 75,0 100,0
Equipements
Machine use machine hours 0,5 134,0 67,0 100,0
Matériel végétal
Seedlings ha 1,0 100,0
Matériaux de construction
Nylon net ha 1,0 70,0 70,0 100,0
Coût total de mise en place de la Technologie 212.0
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 23.37
Activités récurrentes d'entretien
  1. Topsoil pushed into stockpile (Calendrier/ fréquence: all seasons / continuous)
  2. Subsoil removed and processed (Calendrier/ fréquence: all seasons / continuous)
  3. Processed subsoil returned to mined area and levelled (Calendrier/ fréquence: all seasons / continuous)
  4. Stockpiled topsoil spread over processed subsoil (Calendrier/ fréquence: all seasons / continuous)
  5. Plants transplanted onto spread topsoil (Calendrier/ fréquence: just before rainy season / late autumn/winter)
  6. Ensure nets remain upright (Calendrier/ fréquence: all year/continuous)
Intrants et coûts de l'entretien
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Rand) Coût total par intrant (Rand) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Labour ha 1,0 37,0 37,0
Coût total d'entretien de la Technologie 37.0
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 4.08

Environnement naturel

Précipitations annuelles
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1000 mm
  • 1001-1500 mm
  • 1501-2000 mm
  • 2001-3000 mm
  • 3001-4000 mm
  • > 4000 mm
Zones agro-climatiques
  • humide
  • subhumide
  • semi-aride
  • aride
Spécifications sur le climat
sans objet
Pentes moyennes
  • plat (0-2 %)
  • faible (3-5%)
  • modéré (6-10%)
  • onduleux (11-15%)
  • vallonné (16-30%)
  • raide (31-60%)
  • très raide (>60%)
Reliefs
  • plateaux/ plaines
  • crêtes
  • flancs/ pentes de montagne
  • flancs/ pentes de colline
  • piémonts/ glacis (bas de pente)
  • fonds de vallée/bas-fonds
Zones altitudinales
  • 0-100 m
  • 101-500 m
  • 501-1000 m
  • 1001-1500 m
  • 1501-2000 m
  • 2001-2500 m
  • 2501-3000 m
  • 3001-4000 m
  • > 4000 m
La Technologie est appliquée dans
  • situations convexes
  • situations concaves
  • non pertinent
Profondeurs moyennes du sol
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Textures du sol (de la couche arable)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Textures du sol (> 20 cm sous la surface)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Matière organique de la couche arable
  • abondant (>3%)
  • moyen (1-3%)
  • faible (<1%)
Profondeur estimée de l’eau dans le sol
  • en surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilité de l’eau de surface
  • excès
  • bonne
  • moyenne
  • faible/ absente
Qualité de l’eau (non traitée)
  • eau potable
  • faiblement potable (traitement nécessaire)
  • uniquement pour usage agricole (irrigation)
  • eau inutilisable
La salinité de l'eau est-elle un problème ?
  • Oui
  • Non

Présence d'inondations
  • Oui
  • Non
Diversité des espèces
  • élevé
  • moyenne
  • faible
Diversité des habitats
  • élevé
  • moyenne
  • faible

Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production
  • subsistance (auto-approvisionnement)
  • exploitation mixte (de subsistance/ commerciale)
  • commercial/ de marché
Revenus hors exploitation
  • moins de 10% de tous les revenus
  • 10-50% de tous les revenus
  • > 50% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse
  • très pauvre
  • pauvre
  • moyen
  • riche
  • très riche
Niveau de mécanisation
  • travail manuel
  • traction animale
  • mécanisé/ motorisé
Sédentaire ou nomade
  • Sédentaire
  • Semi-nomade
  • Nomade
Individus ou groupes
  • individu/ ménage
  • groupe/ communauté
  • coopérative
  • employé (entreprise, gouvernement)
Genre
  • femmes
  • hommes
Âge
  • enfants
  • jeunes
  • personnes d'âge moyen
  • personnes âgées
Superficie utilisée par ménage
  • < 0,5 ha
  • 0,5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1 000 ha
  • 1 000-10 000 ha
  • > 10 000 ha
Échelle
  • petite dimension
  • moyenne dimension
  • grande dimension
Propriété foncière
  • état
  • entreprise
  • communauté/ village
  • groupe
  • individu, sans titre de propriété
  • individu, avec titre de propriété
Droits d’utilisation des terres
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Accès aux services et aux infrastructures

Impact

Impacts socio-économiques
production fourragère
en baisse
en augmentation

qualité des fourrages
en baisse
en augmentation


vegetation, establishment

production animale
en baisse
en augmentation


Land can be used again for extensive grazing after mining

Impacts socioculturels
institutions communautaires
affaibli
renforcé

institutions nationales
affaibli
renforcé

None
None
None


improved conservation / erosion knowledge

Impacts écologiques
couverture du sol
réduit
amélioré

biomasse/ au dessus du sol C
en baisse
en augmentation


restoration of bio-productive function

diversité des habitats
en baisse
en augmentation


biodiversity enhancement

vitesse du vent
en augmentation
en baisse


reduced wind velocity

Impacts hors site
sédiments (indésirables) transportés par le vent
en augmentation
réduit

Analyse coûts-bénéfices

Bénéfices par rapport aux coûts de mise en place
Rentabilité à court terme
très négative
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
très positive

Bénéfices par rapport aux coûts d'entretien
Rentabilité à court terme
très négative
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
très positive

Changement climatique

-

Adoption et adaptation de la Technologie

Pourcentage d'exploitants des terres ayant adopté la Technologie dans la région
  • cas isolés/ expérimentaux
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Parmi tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle ou aucun paiement ?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
La Technologie a-t-elle été récemment modifiée pour s'adapter à l'évolution des conditions ?
  • Oui
  • Non
A quel changement ?
  • changements/ extrêmes climatiques
  • évolution des marchés
  • la disponibilité de la main-d'œuvre (par ex., en raison de migrations)

Conclusions et enseignements tirés

Points forts: point de vue de l'exploitant des terres
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • Low establishment costs and very low maintenance costs

    How can they be sustained / enhanced? Make use of whatever resources and potentials are naturally available (such as micro-catchments to trap rainwater and improve soil moisture conditions for plants) to lower establishment costs.
  • Costs are met by the mining company – no costs are transferred to those who subsequently use the land for grazing

    How can they be sustained / enhanced? Regular monitoring of soil and vegetation conditions.
  • Land productivity is restored and biodiversity increased

    How can they be sustained / enhanced? Seeding as well as transplanting.
  • Wind erosion minimized.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter
  • Rehabilitation is an extra cost for the mining company. Ensure mining company meets the costs through enforcing legislation.

Références

Compilateur
  • Kirsten Mahood
Editors
Examinateur
  • Fabian Ottiger
  • Alexandra Gavilano
  • Deborah Niggli
Date de mise en oeuvre: 8 février 2011
Dernière mise à jour: 20 juin 2019
Personnes-ressources
Description complète dans la base de données WOCAT
Données de GDT correspondantes
La documentation a été facilitée par
Institution Projet
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