Technologies

Strip mine rehabilitation [Afrique du Sud]

technologies_970 - Afrique du Sud

État complet : 67%

1. Informations générales

1.2 Coordonnées des personnes-ressources et des institutions impliquées dans l'évaluation et la documentation de la Technologie

Personne(s)-ressource(s) clé(s)

Spécialiste GDT:
Nom du projet qui a facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
Book project: where the land is greener - Case Studies and Analysis of Soil and Water Conservation Initiatives Worldwide (where the land is greener)
Nom du ou des institutions qui ont facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
University of Stellenbosch (University of Stellenbosch) - Afrique du Sud

1.3 Conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées

Le compilateur et la(les) personne(s) ressource(s) acceptent les conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées:

Oui

2. Description de la Technologie de GDT

2.1 Courte description de la Technologie

Définition de la Technologie:

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

2.2 Description détaillée de la Technologie

Description:

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

2.3 Photos de la Technologie

2.5 Pays/ région/ lieux où la Technologie a été appliquée et qui sont couverts par cette évaluation

Pays:

Afrique du Sud

Région/ Etat/ Province:

Western Cape

Autres spécifications du lieu:

Brand-se-Baai, Western Cape

Spécifiez la diffusion de la Technologie:
  • répartie uniformément sur une zone
S'il n'existe pas d'informations exactes sur la superficie, indiquez les limites approximatives de la zone couverte:
  • 1-10 km2

2.6 Date de mise en œuvre de la Technologie

Si l'année précise est inconnue, indiquez la date approximative: :
  • il y a moins de 10 ans (récemment)

2.7 Introduction de la Technologie

Spécifiez comment la Technologie a été introduite: :
  • au cours d'expérimentations / de recherches
Commentaires (type de projet, etc.) :

Developed at University of Stellenbosch

3. Classification de la Technologie de GDT

3.2 Type(s) actuel(s) d'utilisation des terres, là où la Technologie est appliquée

Pâturages

Pâturages

Pâturage extensif:
  • Ranching
Mines, industries extractives

Mines, industries extractives

Précisez:

Stockpiling of topsoil; processing of subsoil

Commentaires:

Major land use problems (compiler’s opinion): Overgrazing

Major land use problems (land users’ perception): Aridness and climate change. Erratic rainfall/climate. Frequent drought.

Ranching: Yes

Constraints of mines and extractive industries: Stockpiling of topsoil; processing of subsoil

Number of growing seasons per year: 1
Longest growing period in days: 120Longest growing period from month to month: Jun - Aug

3.4 Approvisionnement en eau

Approvisionnement en eau des terres sur lesquelles est appliquée la Technologie:
  • pluvial

3.6 Mesures de GDT constituant la Technologie

pratiques agronomiques

pratiques agronomiques

  • A3: Traitement de la couche superficielle du sol
A3: Différenciez les systèmes de travail du sol:

A 3.1: Systèmes de culture sans travail du sol

pratiques végétales

pratiques végétales

  • V5: Autres
structures physiques

structures physiques

  • S11: Autres
Commentaires:

Specification of other vegetative measures: translocation of indigenous plants

Specification of other structural measures: land levelling, artificial windbreaks

Type of agronomic measures: zero tillage / no-till

Type of vegetative measures: scattered / dispersed

3.7 Principaux types de dégradation des terres traités par la Technologie

érosion hydrique des sols

érosion hydrique des sols

  • Wt: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)/ érosion de surface
érosion éolienne des sols

érosion éolienne des sols

  • Et: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)
dégradation physique des sols

dégradation physique des sols

  • Pu: perte de la fonction de bio-production en raison d’autres activités
Commentaires:

Main causes of degradation: industrial activities and mining

Secondary causes of degradation: over-exploitation of vegetation for domestic use, overgrazing

3.8 Prévention, réduction de la dégradation ou réhabilitation des terres dégradées

Spécifiez l'objectif de la Technologie au regard de la dégradation des terres:
  • restaurer/ réhabiliter des terres sévèrement dégradées

4. Spécifications techniques, activités, intrants et coûts de mise en œuvre

4.1 Dessin technique de la Technologie

Spécifications techniques (associées au dessin technique):

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

Auteur:

Kirsten Mahood

4.2 Informations générales sur le calcul des intrants et des coûts

autre/ monnaie nationale (précisez):

Rand

Indiquez le taux de change des USD en devise locale, le cas échéant (p.ex. 1 USD = 79.9 réal brésilien): 1 USD = :

9,07

Indiquez le coût salarial moyen de la main d'œuvre par jour:

12.00

4.3 Activités de mise en place/ d'établissement

Activité Calendrier des activités (saisonnier)
1. Collection of plants from natural vegetation Pre-rainy season
2. Collection of plants from topsoil stockpiles Pre-rainy season
3. Transport plants to rehabilitation area Pre-rainy season
4. Plant all plants Pre-rainy season
5. Insert droppers into net pockets all year
6. Spread nets over topsoil areas all year
7. Erect nets and hammer in droppers all year

4.4 Coûts et intrants nécessaires à la mise en place

Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité Coût total par intrant % 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

4.5 Activités d'entretien/ récurrentes

Activité Calendrier/ fréquence
1. Topsoil pushed into stockpile all seasons / continuous
2. Subsoil removed and processed all seasons / continuous
3. Processed subsoil returned to mined area and levelled all seasons / continuous
4. Stockpiled topsoil spread over processed subsoil all seasons / continuous
5. Plants transplanted onto spread topsoil just before rainy season / late autumn/winter
6. Ensure nets remain upright all year/continuous

4.6 Coûts et intrants nécessaires aux activités d'entretien/ récurrentes (par an)

Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité Coût total par intrant % 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
Commentaires:

Per hectare

4.7 Facteurs les plus importants affectant les coûts

Décrivez les facteurs les plus importants affectant les coûts :

Labour costs

5. Environnement naturel et humain

5.1 Climat

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
Zone agro-climatique
  • aride

5.2 Topographie

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

5.3 Sols

Profondeur moyenne du sol:
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Texture du sol (de la couche arable):
  • grossier/ léger (sablonneux)
Matière organique de la couche arable:
  • faible (<1%)
Si disponible, joignez une description complète du sol ou précisez les informations disponibles, par ex., type de sol, pH/ acidité du sol, capacité d'échange cationique, azote, salinité, etc.

soil fertility: very low, soil drainage / infiltration = low, soil water storage capacity = low

5.6 Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production:
  • commercial/ de marché
Revenus hors exploitation:
  • moins de 10% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse:
  • pauvre
  • moyen
Indiquez toute autre caractéristique pertinente des exploitants des terres:

Population density: < 10 persons/km2

Annual population growth: < 0.5%

80% of the land users are average wealthy.
20% of the land users are poor.

Off-farm income specification: Most of income from mining

5.7 Superficie moyenne des terres utilisées par les exploitants des terres appliquant la Technologie

  • < 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

5.8 Propriété foncière, droits d’utilisation des terres et de l'eau

Propriété foncière:
  • état
  • individu, avec titre de propriété
Droits d’utilisation des terres:
  • loué

6. Impacts et conclusions

6.1 Impacts sur site que la Technologie a montrés

Impacts socio-économiques

Production

production fourragère

en baisse
en augmentation

qualité des fourrages

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

vegetation, establishment

production animale

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

Land can be used again for extensive grazing after mining

Impacts socioculturels

institutions communautaires

affaibli
renforcé

institutions nationales

affaibli
renforcé

Commentaires/ spécifiez:

improved conservation / erosion knowledge

Impacts écologiques

Sols

couverture du sol

réduit
amélioré
Biodiversité: végétale, animale

biomasse/ au dessus du sol C

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

restoration of bio-productive function

diversité des habitats

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

biodiversity enhancement

Réduction des risques de catastrophe et des risques climatiques

vitesse du vent

en augmentation
en baisse
Commentaires/ spécifiez:

reduced wind velocity

6.2 Impacts hors site que la Technologie a montrés

sédiments (indésirables) transportés par le vent

en augmentation
réduit

6.4 Analyse coûts-bénéfices

Quels sont les bénéfices comparativement aux coûts de mise en place (du point de vue des exploitants des terres)?
Rentabilité à court terme:

légèrement positive

Rentabilité à long terme:

très positive

Quels sont les bénéfices comparativement aux coûts d'entretien récurrents (du point de vue des exploitants des terres)?
Rentabilité à court terme:

légèrement positive

Rentabilité à long terme:

très positive

6.7 Points forts/ avantages/ possibilités de la Technologie

Points forts/ avantages/ possibilités du 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.

6.8 Faiblesses/ inconvénients/ risques de la Technologie et moyens de les surmonter

Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé Comment peuvent-ils être surmontés?
Rehabilitation is an extra cost for the mining company. Ensure mining company meets the costs through enforcing legislation.

7. Références et liens

7.1 Méthodes/ sources d'information

Modules