Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Методические указания к выполнению лабораторных работ по оценке воздействия временных автомобильных дорог на лесные экосистемы для студентов специальности 260100 – Лесоинженерное дело

Воронеж – 2009

УДК 630*375:574

Мануковский А.Ю. Экологические проблемы строительства и эксплуатации лесовозных автомобильных дорог: Методические указания к выполнению лабораторных работ по оценке воздействия временных автомобильных дорог на лесные экосистемы для студентов специальности 260100 – Лесоинженерное дело. Воронеж: ВГЛТА, 2010. с

ВВЕДЕНИЕ

Строительство и эксплуатация автомобильных дорог в лесопромыш­ленном комплексе неразрывно связаны с биологическим объектом - лесом. Лесовозный автомобильный транспорт оказывает серьезное и, как правило, негативное воздействие на лесные экосистемы. Развитие дорожной сети в лесных массивах приводит к отчуждению лесных земель, уничтожению жи­вых организмов. При работе автотранспортные средства выделяют вредные вещества, которые загрязняют воздух, воду, почву, что впоследствии приво­дит к гибели и мутации живых организмов. В настоящее время в связи с дальнейшим развитием производства проблемы экологии становятся веду­щими факторами развития общества.

Будущим специалистам лесопромышленного комплекса необходимо иметь знания и навыки по экологической оценке объектов производства, в том числе дорожно-транспортной сети, и разработке конкретных природо­охранных мероприятий. Настоящие методические указания посвящены во­просам оценки воздействия временных автомобильных дорог на лесные эко­системы и предназначены для студентов лесоинженерного факультета, изу­чающих курс «Экологические проблемы строительства и эксплуатации лесо­возных автомобильных дорог». Методические указания включают общие сведения о временных дорогах лесопромышленного комплекса, а также ла­бораторные работы, посвященные определению показателей воздействия процессов строительства и эксплуатации временных автомобильных дорог на элементы лесных экосистем.

Общие сведения о временных автомобильных дорогах лесопромышленного комплекса и их экологическая оценка

Лесопромышленные предприятия эксплуатируют разветвленные по площади осваиваемых лесных массивов дорожные сети, включающие посто­янные пути и дороги временного действия [1]. Постоянные дороги называ­ются магистралями, и их срок действия либо неограничен в случае ком­плексного предприятия и дальнейшего перевода дороги после реконструкции в категорию автомобильных дорог общего пользования, либо равен периоду эксплуатации лесосырьевой базы.

Временные дороги со сроками эксплуатации до пяти лет называются ветками и конструктивно они проще магистралей. При неистощительном ле­сопользовании ветки становятся постоянными дорогами лесохозяйственного или общего назначений. Простейшие дороги, примыкающие к веткам и под­ходящие к лесосекам, называются – усами. Конструктивно они устраивают-ся очень примитивно. Срок службы уса ограничен продолжительностью раз­работки лесосеки, к которой он примыкает, обычно это меньше одного меся­ца. Схема расположения путей в лесном массиве приведена на рис.1.

Рис. 1. Схема расположения транспортной сети в лесном массиве: 1 –лесной массив; 2 – магистраль; 3 – ветки; 4 – усы; 5 – лесосеки; 6 – лесной склад или пункт доставки заготовленной древесины

Протяженность усов составляет 70 – 80 % от общей длины транспорт­ной сети, а пробег автопоездов по ним составляет всего 10 – 15 % от общего пробега, причем чем ближе лесосека к магистралям и пункту доставки заго­товленной древесины, тем больше доля пробега по усам.

Основные нормы проектирования лесовозных усов, согласно ВСН 01–82 «Гипролестранса», следующие:

расчетные скорости движения: основная 20 км/ч, в трудных условиях 15 км/ч, в горных 10 км/ч;

наименьшие радиусы кривых 30 м (с колейным покрытием не менее 50

м);

наибольшие продольные уклоны – 80, 90 %о;

расчетные расстояния видимости поверхности дороги 30 м, в трудных ус­ловиях - 25м;

ширина земляного полотна – 4,5/4,0 м, в т.ч. проезжей части 3,5/3 м (в знаменателе значения для трудных условий).

На усах используются разнообразные виды дорожных покрытий. К по­крытиям на усах предъявляются следующие требования: обеспечение беспе­ребойной вывозки древесины с лесосеки в течение установленных сроков, достаточная прочность, необходимая для пропуска лесовозных поездов, ра­ботающих на постоянных путях в течение периода действия уса, широкое использование местных материалов или инвентарных дорожных элементов при постройке.

Особенностью строительства лесовозных усов является упрощенная технология строительных работ, применение минимального числа дорожных машин, использование лесозаготовительной техники. Состав и технология работ обусловливается конструкцией уса.

Грунтовые усы строят в основном на местности I типа. Дорога пред­ставляет собой профилированное земляное полотно. Канавы устраивают треугольного или трапецеидального сечения. Нередко при устройстве грун­тового уса на песчаных и гравийных грунтах ограничиваются расчисткой полосы шириной 3...4 м. Пни спиливают заподлицо с землей или корчуют. На местности II типа устройство профилированного земляного полотна обя­зательно. Технология устройства земляного полотна усов принципиальных отличий от сооружения земляного полотна постоянных дорог не имеет.

Усы с хворостяной выстилкой толщиной 0,1...0,15 м устраивают на песчаных фунтах. На глинистых грунтах толщину выстилки делают 0,15...0,25 м с последующей засылкой привозным песком, легкой супесью или песчано-гравийным материалом толщиной не менее толщины хворостя­ной выстилки. В низинах и сырых местах выстилку укладывают на разре­женный поперечный настил из дровяной древесины диаметром 0,12...0,14 м и длиной до 4,5 м. На болотах со слоем торфа более 0,5 м устраивают сплошной настил на продольных лагах. Расход древесины 350...570 м³/км.

При формировании слоя выстилки сначала на грунт укладывают вер­шинки, ориентируя их вдоль дороги, затем сучья и ветки, укладываемые по­перек утолщенной частью наружу. Ширина просеки для уса должна быть не менее 10 м. Если ус строится в процессе заготовки леса, то ширина просеки зависит от толщины выстилки и запаса леса на 1 га. Например, в еловом дре­востое при запасе 200 м³ и толщине выстилки 0,25 м ширина просеки должна быть 60 м. Выстилку уплотняют 10.. Л 2 проходами трелевочного трактора.

Трудозатраты на 1 км уса с хворостяной выстилкой и засыпкой дрени­рующим грунтом составляют 50... 190 чел.-дней, затраты трелевщика и суч-коподборщика 12...25 машино-смен. Разравнивание грунта или песчано-гравийного материала выполняют бульдозером или трелевочным трактором с бульдозерным отвалом, уплотняют катком на пневмошинах, а при его отсут­ствии – гружеными автосамосвалами по 5...7 проходов по одному следу с перекрытием колей.

Значительная часть усов строится с лежневым покрытием. Важно ис­пользовать древесину неоднократно. Например, в Дмитровском леспромхозе объединения «Архангельсклеспром» лежни перекладывают 5 раз, шпалы – 2

раза. Полосу под лежневое покрытие не раскорчевывают, пни срезают по возможности ниже. Основание под колесопроводы готовят в зависимости от грунтовых и гидрологических условий в виде шпал, продольных лаг и шпал, поперечных и продольных лаг и шпал. На подготовленное основание укла­дывают лежни колесопроводов с подгонкой по высоте и ширине. Наиболее распространенное крепление колесопроводов – это укладка их с глухой по­садкой в гнезде шпал, выпиленных на половину диаметра (замковые шпалы). На подвозке лесоматериалов используют трелевочный трактор.

Расход древесины на 1 км лежневого покрытия составляет около 700… 800 м . При неоднократных перекладках расход может быть значительно со­кращен. Так, в Дмитровском леспромхозе он соответственно равен 237, 337 и 537 м /км. Технология строительства лежневого покрытия с перекладкой не­сложна. На участке протяженностью не более 300 м снимают лежни и шпа­лы, трелевочный трактор подтрелевывает их к месту погрузки, где они челю­стным погрузчиком погружаются на обычный лесовозный автопоезд. По­грузка и перевозка может осуществляться автопоездом, оборудованным гид­романипулятором. Сначала погружают длинные лежни, затем более корот­кие, а затем шпалы. На месте укладки лежневого покрытия лесовоз разгру­жается, и процесс повторяется в обратном порядке. На строительство I км лежневого покрытия затрачивают 250...300 чел.-дней, бригада рабочих со­стоит из 5... 10 человек.

При строительстве усов с покрытиями из щитов подготовку основания для их укладки выполняют так же, как и под лежневое покрытие. Укладку щитов производят щитоукладчиком ЛД-26 или ЛД-17, имеющих кассету для перевозки щитов и шпал. Недостатком этих щитоукладчиков, созданных на базе трелевочных тракторов ЛТ-18А и ТБ-1, является то, что для их передви­жения требуется устройство специального пути рядом со строящимся покры­тием. Этого недостатка не имеют укладчики ДМ-19 на базе автомобиля МАЗ-509А и ДМ-26 на базе автомобиля КамАЗ-5511.

Дороги относятся к линейным сооружениям, которые оказывают суще­ственное влияние на окружающую среду. Для прокладки дороги требуется значительная территория (4...6 га на 1 км дороги). Дороги нарушают вид жи­вописных природных ландшафтов, изменяют или прерывают пути миграции животных, нарушают водный и тепловой режим местности, существовавший до ее постройки, повышают опасность загорания лесов, нарушают устойчи­вость горных склонов и ускоряют их разрушение, загрязняют окружающую местность отработанными газами, а также противопыльными и противоголо­ледными препаратами. В районе прохождения дороги ухудшается фотосин­тез у деревьев и растений из-за покрытия листьев и хвои налетом пыли и са­жи. Движение транспортных машин по дороге сопровождается шумом, вред­ное воздействие которого особенно ощущается на дорогах, проходящих по участкам леса, используемым для отдыха или лечения.

В законе об охране природы в качестве объектов, подлежащих охране, указываются земли, воды, недра, типичные ландшафты, редкие и достопри-

мечательные природные объекты, курортные местности, животный мир и ат­мосферный воздух. Леса являются важнейшим источником кислорода в ат­мосфере.

Учет требований охраны окружающей среды при создании транспорт­ной сети предприятий лесного комплекса осуществляется на всех этапах при составлении проекта, при строительстве дорог и при их эксплуатации.

Временные дороги имеют короткий срок службы, а, следовательно, их воздействие на окружающую среду должно ограничиваться этим сроком. Решение проблемы обеспечивается использованием отходов лесозаготовок (сучья, тонкомерная и дровяная древесина) для устройства покрытий и осно­ваний временных путей, а также переносных сборно-разборных покрытий.

После окончания срока действия временной дороги негативное влияние на окружающую среду должно остаться минимальным или исключиться полностью. Важным показателем является плотность почво-грунта в зоне проложения дороги, которая в конечном счете зависит от конструкции по­крытия и основания. Грамотное и рациональное проектное решение – залог экологической стабильности районов проложения лесовозных путей.

Лабораторная работа № 1

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛЕСОВОЗНЫХ УСОВ НА ЭКОСИСТЕМЫ ОСВАИВАЕМОГО ЛЕСНОГО МАССИВА

Цель работы: изучить методику оценки и расчета показателей воздей­ствия лесовозных усов на лесные экосистемы.

Общие сведения

Сеть временных дорог в осваиваемом лесном массиве характеризуется рядом количественных показателей, которые помимо технико-экономического и производственного обоснования оценивают также эколо­гическую ситуацию в зоне производства лесозаготовок. Общая протяжен­ность лесовозных усов (км):

где N – срок освоения, лет; – годовой объем строительства усов, км.

где – годовой объем вывозки древесины, м³; – коэффициент раз­вития путей; – коэффициент, учитывающий потребность в объездных и разъездных путях; – ликвидный запас древесины, м³/га; – ширина зоны тяготения к усу, км.

Ширина зоны тяготения к усу может быть рассчитана при разработке схемы транспортного освоения лесного массива [1,2] или принята, исходя из предельных параметров лесосек, установленных правилами рубок: 0,5 ÷ 1 км в лесах 3-й группы, 100 ÷ 250 м в лесах 1-й и 2-й групп. Ширина зоны тяго­тения к усу зависит от того, как ус примыкает к лесосеке или лесосекам, а поэтому она может равняться ширине лесосеки (ус проходит посередине ле­сосеки), сумме ширины двух лесосек, примыкающих к усу (ус примыкает к лесосеке с края), половине ширины лесосеки (к лесосеке примыкают два уса).

Площадь вырубки просек под строительство усов (га):

где – ширина просеки, м; – протяженность усов, км.

Площадь дополнительных просек под строительство усов А_доп (га):

(4)

где – протяженность усов, проходящая по площади лесосек, км.

где – коэффициент, учитывающий дополнительную протяженность усо-от ветки до границ лесосек.

Показатель дополнительной вырубки просек под строительство усов

где – площадь осваиваемой территории, га.

Показатель дополнительной вырубки при освоении лесосеки :

где – площадь дополнительной вырубки при строительстве уса к лесосеке, га; – площадь лесосеки, га.

где – длина уса, км; – протяженность уса на площади лесосеки, км.