Дорога как инженерное сооружение
ВВЕДЕНИЕ
Транспортно-дорожный комплекс является мощным источником загрязнения природной среды. Из 35 миллиона тонн вредных выбросов 89% приходится на выбросы автомобильного транспорта и предприятий дорожно-строительного комплекса. Существенна роль транспорта в загрязнении водных объектов. Кроме того, транспорт является одним из основных источников шума в городах и вносит значительный вклад в тепловое загрязнение окружающей среды.
В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду. Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. С каждым годом растет количество автотранспорта и растет потребность в строительстве дорог.
Одной из приоритетных задач, стоящих перед дорожной отраслью России, является снижение негативного воздействия дорожно-транспортного комплекса на окружающую среду. Автомобильные дороги, как инженерные сооружения воздействуют на природные ландшафты, вызывая различные формы загрязнения, изменяя режим стока поверхностных и грунтовых вод, способны заметно изменить условия местообитаний флоры и фауны, миграционные пути животных.
В Транспортной стратегии Российской Федерации (утв. расп. Правительства РФ от 22 ноября 2008 года № 1734-р), Федеральной целевой программе «Развитие транспортной системы России (2010 - 2015 годы)» (утв. Постановлением Правительства РФ от 5 декабря 2001 года № 848) и др. нормативных актах, для снижения негативного воздействия транспортно-дорожного комплекса на окружающую среду обозначен ряд мероприятий, осуществление которых должно сопровождаться в целом повышением экологических требований к проектированию, строительству, ремонту и содержанию автомобильных дорог.
ДОРОГА КАК ИНЖЕНЕРНОЕ СООРУЖЕНИЕ
Дорога - инженерное сооружение, предназначенное для движения транспортных средств, основными ее элементами являются: земляное полотно, дорожная одежда, проезжая часть, обочины, искусственные и линейные сооружения и все виды обстановки[1]. В более широком смысле автомобильную дорогу следует рассматривать как комплекс инженерных сооружений, предназначенных для экономичной перевозки автомобилями пассажиров и грузов и обеспечивающих круглосуточное, круглогодичное, непрерывное, безопасное и удобное для движения транспортных средств [2].
Деятельность транспорта оказывает воздействие на окружающую природную среду всех климатических зон и географических поясов нашей страны.
Выбор оптимального варианта прохождении трассы – очень важный этап в процессе оценки воздействия дороги на окружающую среду.
Дорога должна проходить так, чтобы наносить минимальный вред окружающей среде. Дорога не может проходить по особо охраняемым территориям. Прокладывать дорогу следует с наименьшими потерями лесных ресурсов (особенно ценных пород древесины и местах с большой численностью животных). Желательно, что бы дорога содержала минимум переходов через водные объекты. Экологическое предпочтение тому или иному варианту прохождения дороги определяется из рассмотрения наиболее важных экологических и экономических критериев, таких как:
Характерным обстоятельством является то, что одновременно с усилением влияния современного транспорта на природную среду, измененные в результате этого природные факторы весьма заметно и все в большей степени прямо или косвенно воздействуют, «мешают» функционированию и самого транспорта. При загрязнении воздуха, например, когда резко увеличивается густота туманов, прекращается работа аэропортов, замедляется движение на автотрассах.
При всем многообразии форм воздействия транспорта на природную среду их источники можно объединить в две основные группы:
1) транспортные коммуникации (автодороги, железные дороги, аэродромы, трубопроводы и т. д.); они воздействуют на природную среду прямо, постоянно и длительно;
2) транспортные средства (автомобили, самолеты, суда и т. д.), которые оказывают кратковременное влияние на природную среду; они вызывают экологические последствия, способные со временем исчезнуть, но могут сохраняться и относительно долго.
Источниками воздействия автомобильной дороги на окружающую природную среду является автомобильный транспорт, находящийся на дороге, инженерные сооружения дорог (земляное полотно, мостовые переходы и путепроводы, водоотводные и малые водопропускные сооружения), отдельные конструкции дорожных сооружений (дорожная одежда, обочины земляного полотна), объекты дорожной инфраструктуры (площадки отдыха, автозаправочные станции, пункты питания, остановки общественного транспорта). Основными (проявляющимися и возможными) видами воздействия автомобильной дороги на окружающую природную и социально-экономическую среду являются [3]
- изъятие (потребление) невозобновимых природных ресурсов (дорожностроительных материалов - каменных материалов, песка, щебня, грунта; конструкционных - черных, цветных металлов, пластмасс, цемента, битума; эксплуатационных - топлив, масел, противогололедных реагентов, биопрепаратов, пестицидов; энергоресурсов; изъятие земельных ресурсов, воды, кислорода воздуха); воздействие на плодородный слой почвы;
- физическое наличие объекта (сооружение и использование объекта), оказывающее воздействие на ландшафт, гидрологию, климат, социально-экономические условия жизни, традиционный уклад жизни и природопользование местного населения;
- загрязнение химическими веществами, пылью, твердыми отходами компонентов окружающей среды (воздуха, воды, почвы, растительности) и воздействие на здоровье населения, плодородие сельскохозяйственных земель, биопродуктивность природных ландшафтов и водоемов;
- шум, вибрации, электромагнитное и ионизирующее воздействие на компоненты окружающей среды, население и животный мир;
- динамическое воздействие движущихся машин и механизмов на людей, животных, растительность.
- изменение эстетической и культурной ценности ландшафта (разрушение живописных природных ландшафтов), разрушение памятников истории, культуры и археологии;
- гидрологические, климатические изменения, т.е. изменение регенеративных свойств окружающей среды, концентрации стока рек, поверхностных и грунтовых вод, микроклимата (скорости и направления ветра, температуры, влажности воздуха) и взаимосвязанных с ним экосистем, уровня грунтовых вод. Эти изменения могут вызвать заболачивание (осушение) придорожных территорий, деградацию растительности;
- оползни, осыпи, сплывы, другие виды подвижек земляных масс вследствие их подрезки в процессе строительных работ, эрозия земель изменение береговой линии водных объектов, сечения водотоков, активизация русловых процессов при строительстве мостов, усиление наносов и заиливания русел водотоков продуктами размывов мест строительства, неукрепленного земляного полотна, а также при строительстве опор мостов, а также при прокладке трассы дороги в поймах рек
- создание неблагоприятных условий для проживания населения, животных, птиц на придорожных территориях из-за превышения нормативно установленных уровней шума, вибраций, электромагнитных и ионизирующих воздействий;
- снижение плодородия сельскохозяйственных земель, биопродуктивности природных ландшафтов и водоемов в результате эрозии почв, эвтрофикации водоемов;
- загрязнения воздуха, воды, почвы токсичными веществами вследствие движения автотранспорта, наличия в придорожной полосе строительного, бытового мусора, потерь перевозимых грузов, использования противогололедных материалов, продуктов износа автомобильных шин, дорожного полотна, минеральных частиц из-за движения автомобилей по бездорожью, потери гарючесмазочных материалов, спецжидкостей при обслуживании и ремонте техники, использования при сооружении конструктивных слоев дорожного полотна экологически опасных местных строительных материалов и отходов промышленного производства (пиритовых огарков, ртутьсодержащих отходов, каменноугольных дегтей, смол, радиоактивных пород);
- истощение генофонда популяций людей, животных птиц, растительности в результате динамического воздействия машин и механизмов (при движении транспортных средств), уплотнения почвы, нарушения традиционных сезонных путей миграции животных, а также ихтиофауны из-за переформирования береговой линии, изменения сечения водотока и контуров водоемов, нарушения гидрологического режима, размывов при строительстве мостов (уничтожения нерестилищ, зимовальных ям);
- нарушение традиционного уклада жизни коренного населения (малых народностей), его традиционного природопользования при строительстве дороги в местах освоения новых месторождений полезных ископаемых на территории проживания малых народностей.
Дорогу и прилегающую к ней придорожную полосу с точки зрения системного подхода можно представить как техно-экосистему (техноэкоценоз), возникающую как результат взаимодействия технической системы (техноценоза) «автомобильная дорога» и экологической системы (биогеоценоза). В состав техноценоза «автомобильная дорога» входят две системы:
1. транспортный поток - система, состоящая из средств передвижения, имеющих определенные геометрические размеры, физикотехнические характеристики и тип двигателя;
2. дорожные сооружения - система, состоящая из конструкций (насыпь, выемка, дорожная одежда, дорожный водоотвод и дренаж, водопропускные трубы, мосты и путепроводы), обеспечивающих движение транспортного потока. Наиболее важными экологическими характеристиками дорожных сооружений являются площадь и объём экотопа, занимаемые ими, степень изменения направления и интенсивности потоков вещества и энергии в экосистемах, степень дефрагментации окружающей природной среды.
Экосистема придорожной полосы испытывает со стороны автомобильной дороги прямое и косвенное воздействие. Прямое воздействие заключается в изъятии части экосистемы под дорожные сооружения с полным уничтожением почвенного и растительного покрова и изменении водного режима грунтов и приводит к значительной трансформации экосистемы в результате разрыва многочисленных связей между экотопом и биоценозом. Косвенное воздействие осуществляется через биотоп путем трансформации физических и химических процессов.
Дорога трансформирует физические условия на прилегающих территориях, среди которых - плотность почвы, температура, содержание влаги в почве, освещенность, запыленность, сток поверхностных вод, гидрологический режим. Дорожно-транспортные объекты вызывают негативные изменения в экосистеме придорожной полосы, что сказывается на ее качестве, и одновременно происходит и изменение качества самого транспортного объекта, т.е. инженерный объект и окружающая среда всегда находятся в тесном взаимодействии друг с другом. Для предотвращения (замедления) деградации придорожной экосистемы, необходимо одновременно повышать регенерационные свойства экосистемы и снижать негативное воздействие транспортных объектов на неё.