5. ОСНОВЫ ЭКОНОМИКИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ, ЭКСПЕРТИЗА, ЛИЦЕНЗИРОВАНИЕ

Практическое занятие № 6

Проектирование снегозадерживающих полос и определение индекса экологического разнообразия

Основным условием инженерной защиты окружающей среды при эксплуатации (при ремонте и содержании) транспортных сооружений является соблюдение действующих нормативно-правовых, нормативно-технических и методических документов, разработанных с учетом требований дорожной и экологическойИбезопасности.

ду за автомобильными дорогами, дорожными сооружениями и полосой отвода, элементами обустройства дороги, в результате которых поддерживается транспортно-эксплуатационное состояние дорог и дорожных сооружений в соответствии с требованиями.

Содержание транспортных сооружений – осуществляемый в течение всего года комплекс профилактическихД мероприятий по ухо-

Зимнее содержание дорог – работы, выполняемые дорожной

систематические наблюдения за ветровым режимом ближайших к автомобильной дороге метеостанций. В зависимости от полученных данных, а также от категории и степени заносимости автомобильной дороги подбирают способ защиты дороги от снегозаносов.

Категорию и степень заносимости автомобильной дороги оп-

ределяют по совокупности условий и особенностям трассы дороги, к которым относят: рельеф местности, характер окружающей растительности, высоту земляного полотна дороги и положение ее в рельефе, наличие населенных пунктов, промышленных объектов и других препятствий на пути снегопереноса. При прохождении дороги по открытой местности заносимые участки определяют по признакам, указанным в нормативно-технических документах.

К основным методам защиты дороги от снегозаносов относят:

21

–снегозащитные лесополосы непродуваемой конструкции;

–снегозадерживающие заборы, установленные в один ряд;

–снегозадерживающие заборы, установленные в два ряда;

–переносные щиты, установленные в один ряд;

–переносные щиты, установленные в два ряда;

–насыпи или земляной (грунтовый) вал;

–валы с крутыми склонами с лесонасаждениями.

Наиболее часто применяемыми являются снегозадерживающие лесополосы, переносные щиты и насыпи (рис. 6).

а

СРис. 6. Методы защиты дороги от снегозаносов:

а – снегозадерживающие насыпи; б – переносные щиты; в – лесонасаждения

Для устройства насыпей или валов используют грунт, камень, песок, крупнообломочные материалы в натуральном, необработанном виде – природные материалы как местные, так и привозные. Придорожные снегозадерживающие валы или насыпи прокладываются с интервалом до 15 м двухвальными тракторными снегоочистителями или бульдозерами и по мере заноса обновляются повторными проходами. Следует иметь в виду, что наличие насыпи будет способствовать ухудшению рассеивания газообразных загрязняющих веществ от транспортных потоков в стороны от дороги, создавать повышенные

22

концентрации этих веществ над дорогой, но они хорошо снижают шум и служат шумозащитными сооружениями.

Насыпи или грунтовые валы как шумозащитные сооружения лучше всего по эстетическим соображениям. Преимущества грунтовых валов по сравнению с заборами и щитами следующие:

– для создания грунтовых валов можно использовать излишки грунта, возникающие при вертикальной планировке территории застройки и строительстве фундаментов зданий;

– стоимость сооружения грунтовых валов ниже затрат на строительство других мероприятий, так как в теле земляных валов можно располагать гаражи, коллекторы и другие сооружения;

– декоративное озеленение откосов грунтовых валов придает автома-

Однако применение насыпей или грунтовых валов целесообразно в основном в пригородных зонах, где площади на примагистральных территориях относительно свободныД, поскольку валы занимают большие площади по сравнению с другими методами.

Переносные снегозадерживающие щиты устанавливают, когда невозможно использовать другие Амероприятия, например на горных или северных дорогах. Щиты, так же как и насыпи, не способствуют рассеиванию газообразных загрязняющихбвеществ от транспортных потоков, но как шумозащитный арьер о ладают определенными акустическими свойствами и могут поглощатьизвук, отражать его или преломлять.

Под акустическ ми свойствами шумозащитных барьеров понимают, во-первыхС, способность конструкции препятствовать проходу звука, идущему на нее от дороги (звукоизоляция), а во-вторых, способность обращенной к дороге поверхности стены поглощать возникающий звук так, чтобы отражение звука от стены уменьшалось.

Наиболее часто применяемым мероприятием от снегозаносов в нашей стране является устройство снегозащитных лесонасаждений. Снегозащитные лесные полосы размещают на расстоянии 15...70 м от бровки дороги. Снегозадерживающие лесонасаждения должны отвечать следующим требованиям (их необходимо учитывать при проектировании):

1.Вступать в работу по защите дорог от снегозаноса как можно быстрее после посадки.

2.Задерживать и распределять снег (приносимый за зимний период) до дороги.

23

3.Быть долговечными, устойчивыми против снеголома, вредителей и болезней.

4.Оказывать мелиоративное влияние на прилегающие сельскохозяйственные земли.

5.Обладать достаточными декоративными качествами.

6.Быть экономически эффективными.

Снегозащитные лесонасаждения проектируют для каждого конкретного участка на основании типовых схем. В рабочей схеме, составляемой проектной организацией, определяют видовой состав древесных и кустарниковых пород, их размещение по рядам, а также число рядов, ширину междурядий и расстояния между растениями в рядах. Расстояние между рядами деревьев и кустарников в лесной полосе должно быть одинаковым и в благоприятных лесорастительных условиях его принимают равным 2,5 м, а в тяжелыхИ– 3,0...3,5 м. Расстояние между древесными породами в ряду принимают равным 1...2 м, между кустарниками – 0,5...1,0 м. Подбор древесныхДи кустарниковых пород для снегозащитных лесонасаждений проводят с учетом лесорастительных условий каждого конкретного участка лесонасаждений, биологических и снегозадерживающихАособенностей деревьев и кустарников. Ассортимент древесных и кустарниковых пород для снегозащитных лесных полос автомобильныхбдорог указан в различных рекомендациях, уточняется при консультациях с местными агрофирмами и может быть расширен на основаниииизучения местного опыта.

При объемах снегопереноса 25...100 м3/м допускается проектировать многорядныеСнасажден я с древесным ярусом из одной породы низкокронных деревьев во всех рядах с сохранением кустарниковой опушки. Если вдоль заносимых участков имеются неудовлетворительные по конструкции, составу пород, размещению и другим признакам снегозащитные насаждения, которые нельзя исправить рубками ухода, проектом должны быть предусмотрены мероприятия по их усилению путем увеличения ширины насаждений или создания дополнительных лесных полос.

Увеличение ширины насаждений производят путем посадки с полевой стороны до 6…7 дополнительных рядов деревьев и кустарников. Число рядов зависит от объема снегопереноса и работоспособности имеющихся насаждений (необходимо обеспечить плотную конструкцию лесных полос и соответствующее объему снегопереноса расстояние от наветренной опушки до бровки земляного полотна). Расстояние между дополнительными рядами принимают равным 2,5... 3,5 м.

24

Известно, что древесные и растительные породы сильно снижают запыленность воздуха. В зеленых насаждениях она в 2…3 раза меньше, чем на открытых территориях. Древесные и травянистые растения улавливают до 50% пыли летом и до 37 % зимой. Хвойные породы, вследствие увеличенной поверхности контакта (адсорбции), осаждают пыли в 1,5 раза больше на единицу массы листа по сравнению с лиственными.

Но излишняя загущенность посадок оказывает отрицательный эффект – загрязненный воздух огибает посадки сверху, образуя завихрения с подветренной стороны, при этом оседает только часть пыли (рис. 7).

Рис. 7. Удержан е пылибпри загущенной (а) и разреженной (б) лесных полосах

Если деревья будут посажены достаточно редко, так чтобы ветер свободно проходил через них, то процесс обеспыливания воздушной среды зелеными насаждениями будет эффективным. Скорость ветра будет настолько снижаться, что под действием силы тяжести частицы диаметром свыше 40 мкм осядут. Более мелкие частицы будут наталкиваться на листья, иглы, сучья и задерживаться на их поверхности.

Уменьшение концентрации газообразных загрязняющих веществ

растительностью происходит главным образом благодаря их рассеиванию в верхние слои атмосферы кронами деревьев и в некоторой степени поглощению газов листьями через устьица и клеточную оболочку листьев. Известно, например, что зеленые насаждения улавливают из атмосферного воздуха диоксид серы и накапливают его в тканях в виде сульфатов.

25

Растительность адсорбирует и другие загрязняющие вещества из воздуха, в частности оксиды азота. Эксперименты доказали особую поглотительную способность таких древесных видов растений, как клен ясенелистный, липа мелколистная, тополь, ясень, рябина, береза. Поглотительная способность защитных насаждений включает в себя адсорбцию, аккумулирование листьями азота и серы из воздуха и почвы и зависит от содержания этих элементов в воздухе и почве, температуры воздуха, количества осадков, освещенности. Кроме того, зеленые насаждения обладают фитонцидными свойствами, которые способствуют подавлению болезнетворных бактерий, содержащихся в городском воздухе. Летучие выделения растений убивают туберкулезную палочку, белый и золотистый стрептококк, гемолитический стрептококк, холерный вибрион. Бактерицидные свойства хвойных

–широкой полосы озеленения (30Д...40Им);

–грамотно выполненного проекта озеленения с соблюдением подбора газо- и пылеустойчивыхАвидов насаждений; уровняб

Си

Рис. 8. Снего- и шумозащитные сооружения:

1 – дорожное покрытие; 2 – насыпь; 3 – земляной вал; 4 – грунт;

5 – защитный барьер; 6 – линия выемки; 7 – здание; hн, hвал, hб – высота насыпи, вала и барьера соответственно; hв – высота выемки

26

–наличие у выбранных видов деревьев густой кроны;

–шахматной посадки деревьев, обеспечивающей фронтальную сомкнутость лесополосы.

Для усиления газозащитного и шумозащитного эффекта посадку зеленых насаждений комбинируют с другими методами, прежде всего земляными валами, экранами, нежилыми зданиями при соблюдении определенных требований (рис. 8).

Ход занятия

Исходные данные для расчетов приведены в табл. 16.

1. Определить величину объема снегопереноса W (м3/пог.м) как произведение скорости ветра на высоте флюгера (10 м) V (м/с) на время действия метелевого ветра t (ч) и на коэффициент пропорцио-

нальности С = 0,00026

W = С·t·V3,

где С – коэффициент пропорциональности, приводящий все величины к единой системе, поэтому дополнительного перевода единиц не требуется.

2.Запроектировать ширину снегозадерживаюших лесополос

Ш(м), используя полученные данные снегопереноса W и нормативы,

приведенные в табл. 17 (см. графы 1 и 4).

3. Определить количество рядов п (шт.), разделив ширину полос

4. Составить типовую схему древесного состава проектируемых лесополос. Снегозадерживающие лесные полосы должны иметь плотную (непродуваемую) конструкцию. Она обеспечивается введением в

ряды кустарников, низко- и высококронных деревьев по схемам:

Древесные и кустарниковые породы, из которых создаются лесные полосы, делят на следующие основные группы:

а) К – низкие кустарники высотой до 2 м; б) С – высокие кустарники высотой более 2 м; в) С – низкокронные деревья;

г) Г – высококронные деревья (главные породы).

Схема составляется по принципу: кустарники высаживают по краям лесополос (К), затем деревья средней величины (С), в середине

– высококронные деревья (главные породы Г).

5. На основе данных из табл. 18 установить географическую зону, для этого по карте местности определяется тип почв, на которых проектируются лесонасаждения.

Примечание. «+» означает пригодность породы для данной географической зоны, «-» - непригодность.

7. Определить необходимое количество деревьев kк, kс, kг шт., для этого рассчитать длину лесополосы L, м. Необходимо по карте замерить длину дороги в сантиметрах (см), умножить на масштаб (смотри карту) и перевести полученное число в метры.

Расстояние между древесными породами в ряду принимают равными между кустарниками – 0,5 м, между низкокронными деревьями

где пк, пс, пг – количество рядов древесных пород кустарников, низкокронных и высококронных деревьев соответственно.

30

8. Рассчитать площадь спроектированных снегозащитных лесонасаждений Sсм (га) по формуле

Sсм = 2·(Ш · L),

где L – длина лесополосы, м.

Ш – ширина отвода земель (для спроектированных снегозадерживающих полос берется из табл. 17), м.

Рассчитанная площадь получится в м2, её необходимо перевести

вгектары 1 га = 104 м2.

9.По карте (прил.1) определить суммарную площадь всех поле-

защитных насаждений Sл и общую площадь пашни в агроландшафте Sп. Полезащитную лесистость рассчитывают по формуле

ность антропогенного экотона (пог. м) на один гектар общей площади

(лесов, заповедников, заказн ков, болот) на рассматриваемой территории, га.

В табл. 20 приведены нормативы основных элементов агроландшафтов различных типов.

Таблица 20

31

В зависимости от рельефа местности выделяют пять основных типов агроландшафта.

1 тип – полевой, равнинный. Включает приводораздельное плато с пологими склонами до 10о. Большую часть агроландшафта занимают пахотные земли.

2 тип – прибалочно-полевой. Агроландшафт содержит элемент гидрографической сети – балку (овраг с плоским широким дном до 200 – 300 м и глубиной до 20 м) с прилегающими к ней склонами крутизной от 10 до 30о. Берега балки крутые, водосбор обособлен.

3 тип – межбалочно-полевой. Обычно окаймлен балками и занимает межбалочные пространства со склонами различной крутизны и экспозиции. Агроландшафт может включать овраги. Большую часть

территории занимают пахотные земли с прилегающими к ним участками балочных земель с выраженным уклономИместности.

склоновые пахотные земли. Водосбор ограничен водораздельной линией. Агроландшафт обычно имеет овражно-балочную сеть (вершинные овраги) и выраженные лощины.

4 тип – балочно-полевой с привершинным (пахотным) водосбором. Включает балку, к вершиннойДчасти которой примыкают

5 тип – балочно-полевой с разветвленной гидрографической

местности нормат вным показателямб .

сетью, имеет склоны разной крутизны и экспозиции.

Практическое занятие № 7

Определение экономической эффективности различных способов снегозадержания

Цель занятия: сравнить различные способы снегозадержания, рассчитать затраты на их осуществление и экономическую эффективность. Выбрать наиболее оптимальное решение для своего варианта.

32

Ход занятия

По данным предыдущего практического занятия предлагается выбрать наиболее эффективный способ защиты дороги от снежных заносов. Для этого следует:

1) рассчитать приведенные затраты R (тыс. руб.) на год для трёх

мероприятий (Rн, Rл, Rщ) по формуле

R = C + 0,12 · K,

где К – капиталовложения при новом строительстве мероприятия, приведенные к одному году; С – эксплуатационные затраты, за один год (затраты на поддержание

сооружений в рабочем состоянии).

r – коэффициент приведения к базисному году в расчётах принять r = 11,16.

Суммарные эксплуатационные затраты 3 и капиталовложения Кн при новом строительстве незаносимого земляного полотна (насыпи) в зависимости от объема снегопереноса приведены в табл. 20;

33

2) определить величины затрат на проведение мероприятияН,тыс. руб.

Н = К + 1,4, 1,4 – затраты на приобретение снегоочистительных машин, тыс. руб.;

3) рассчитать показатель общей эффективности снегозащиты Е для всех способов защиты дороги от снежных заносов (Ен, Ел, Ещ), %:

Е = (Э/Н)·0,05·100,

где Э– годовой эффект от применения данного способа защиты.

Таблица 21

Эксплуатационные затраты и капиталовложения при создании снегозащитных лесонасаждений на протяжении 1 км дороги

Средние значения Э для каждого способа защиты приведены в табл. 23; 4) выбирать наиболее эффективный способ защиты дороги от снежных заносов, сравнивая величины приведённых затрат и экономических эффективностей для каждого из рассматриваемых способов. Наиболее эффективным будет способ, имеющий минимум приведён-

ных затрат и максимальную эффективность.

Таблица 23

Средний годовой эффект от применения различных способов снегозащиты на 1 км дороги

По результатам работы сделать вывод о наиболее эффективном способе снегозадержания в условиях данного ландшафта и данных

10. Каким требованиям должны отвечать снегозадерживающие лесонасаждения?

11. Как производят подбор древесных и кустарниковых пород при проектировании снегозадерживающих лесонасаждений?

12. Как древесные и растительные породы влияют на рассеивание пыли?

35