OTVETY

ОТВЕТЫ: «Проектирование лесотранспортной инфраструктуры» 1. Лесотранспортная инфраструктура: роль и значение в лесопользовании, современное

состояние и проблемы создания.

Под лесной транспортной инфраструктурой будем понимать лесотранспортную сеть с определенной конфигурацией и технико-экономическими характеристиками, объекты сервисного обслуживания в зоне влияния дорожной сети, а также материально-организационную структуру для обеспечения эффективной работы транспорта. Транспортная система — транспортная инфраструктура, транспортные предприятия, транспортные средства и управление в совокупности. Единая транспортная система обеспечивает согласованное развитие и функционирование всех видов транспорта с целью максимального удовлетворения транспортных потребностей при минимальных затратах. Основными техническими подсистемами единой транспортной системы являются транспортные средства и обслуживаемая ими сеть сообщений.

(лат. infra — «ниже», «под» и лат. structura — «строение», «расположение») — комплекс взаимосвязанных обслуживающих структур или объектов, составляющих и/или обеспечивающих основу функционирования системы.

2.Объекты лесотранспортной инфраструктуры. Классификация лесных дорог.

— технологический комплекс, включающий в себя железнодорожные, трамвайные и внутренние водные пути, контактные линии, автомобильные дороги, тоннели, эстакады, мосты, вокзалы, железнодорожные и автобусные станции, метрополитены, морские торговые, рыбные, специализированные и речные порты, портовые средства, судоходные гидротехнические сооружения, аэродромы, аэропорты, объекты систем связи, навигации и управления движением транспортных средств, а также иные обеспечивающие функционирование транспортного комплекса здания, сооружения, устройства и оборудование. Особое место в транспортной инфраструктуре занимает транспортная сеть – совокупность путей сообщения и транспортных узлов, обеспечивающих устойчивую взаимосвязь населенных пунктов, экономических центров и основные внешнеэкономические связи, пространственное и функциональное единство транспортной системы.

Объекты и коммуникации транспортной инфраструктуры могут относиться к инфраструктуре общего и необщего пользования. Транспорт общего пользования выступает как самостоятельная отрасль материального производства, обеспечивает связь между сферой производства и сферой потребления, осуществляет перевозки грузов и пассажиров, и включает: автомбильный, железнодорожный, водный (морской и речной), воздушный и трубопроводный. Транспорт необщего пользования осуществляет перевозки продукции для конкретных организаций, предприятий и фирм (внутрипроизводственные и технологические перевозки). Транспорт неощего пользования относится к промышленному транспорту. Промышленный транспорт – производственно-технологический комплекс различных видов промышленного транспорта – железнодорожного, автомобильного, гидравлического, канатного подвесного, конвейерного и других видов, предназначенный для перемещения грузов и выполнения погрузочно-разгрузочных операций в процессе производства товарной продукции.

В действующем Лесном Кодексе Российской Федерации в ст. 13 [46] приводится, что в целях использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов допускается создание лесной инфраструктуры (лесных дорог, лесных складов и других). Объекты лесной инфраструктуры после того, как отпадет надобность в них, подлежат сносу, а земли, на которых они располагались,

–рекультивации; лесные дороги могут создаваться при любых видах использования лесов.

3.Общие принципы создания транспортной инфраструктуры.

Транспортная инфраструктура развивается на основе следующих принципов: приоритетность ликвидации разрывов и очевидных "узких мест", модернизации и развития уже имеющихся мощностей по сравнению с новым строительством; сокращение диспропорций в развитии инфраструктуры различных регионов; максимальное использование объектов и коммуникаций для обеспечения внутренних, внешнеторговых и транзитных перевозок; увязка развития транспортной инфраструктуры с развитием коммуникаций энергетики, связи, других инфраструктурных отраслей; приоритетность развития внутригосударственных транспортных коммуникаций; экономия ресурсов за счет сооружения объектов многоцелевого назначения; координация развития инфраструктуры различных видов транспорта, в том числе в интересах

обороны и безопасности страны; развитие транспортной инфраструктуры в городах в соответствии с рациональными принципами градостроительства и планирования землепользования; специализация крупнейших объектов инфраструктуры сходного назначения, недопущение или ограничение конкуренции крупнейших инфраструктурных объектов; учет необходимости резервирования земель для перспективного развития опорной транспортной сети; максимальная концентрация бюджетных и привлекаемых ресурсов на приоритетных проектах. Всемерное ускорение их реализации, в том числе с привлечением для этой цели заимствований на внутреннем и внешнем финансовых рынках; оптимально необходимое отчуждение земель для транспортных нужд, локализация и снижени негативных ландшафтных изменений, эффекта фрагментации территорий и загрязнения природной среды; развитие государственно-частного партнерства в создании и эксплуатации инфраструктуры, прежде всего, на основе концессий; поощрение создания платных объектов транспортной инфраструктуры, при условии предоставления ими услуг более высокого качества в сравнении с существующими бесплатными объектами.

Основные принципы формирования и развития лесных дорог: максимальное использование для перевозки лесных грузов существующих дорог с возможностью их удлинения или реконструкции для перевода в более высокую категорию; кратчайшее расстояние вывозки при наименьшей протяженности новых путей, с целью получения минимальной грузовой работы лесовозного и лесохозяйственного транспорта; выбор наилучшего местоположения оси трассы на местности в зависимости от лесотаксационных, рельефных, инженерно-геологических, гидрологических, экологических и др. условий в транспортно не освоенных лесных массивах; комплексное использование климатических ресурсов региона путем рационального соотношения дорог круглогодового и сезонного действия на основе сезонного зонирования лесного фонда; учет экологических требований, ценности занимаемых земель, а также затрат на приведение временно отводимых для нужд строительства площадей в состояние, пригодное для использования в лесном хозяйстве. Расположение трассы автомобильных дорог, назначение мест размещения искусственных и придорожных сооружений, производственных баз, подъездных дорог и других временных сооружений для нужд строительства следует выполнять с учетом сохранения ценных природных ландшафтов, особо охраняемых природных территорий, особо защитных участков леса, а также мест размножения, питания и путей миграции диких животных, птиц и обитателей водной среды и других ключевых биотопов. Не допускается проложение трасс по государственным заповедникам и заказникам, охраняемым урочищам и зонам, отнесенным к памятникам природы и культуры. Вдоль рек, озер и других водоемов трассы следует прокладывать, как правило, за пределами специально установленных для них защитных зон.; максимальное использование просек, противопожарных разрывов, ЛЭП, трубопроводов, границ предприятий и лесничеств с учетом категории защитности лесов и данных экологических обследований, увязка с развитием мелиоративной сети.

Особенную роль играет развитие сети дорог общего пользования, которая должна быть увязана с территориальным развитием лесных регионов.

4. Основные факторы, влияющие на создание и развитие

лесотранспортнойинфраструктуры.

Условия формирования и развития сети лесных дорог зависят от многих факторов, а именно: природных, социально-экономических, экологических и специфических

5. Организация проектирования генеральных схем транспортного освоения лесных участков.

Разработка проектной документации лесных дорог выполняется в несколько стадий и поэтапно. На предплановой стадии разрабатывается генеральная схема развития сети лесных автомобильных дорог (схема транспортного освоения) на перспективный срок или полное транспортное освоение, где намечают главные лесные дороги – магистрали и ветки. Такую схему разрабатывают на перспективу 10 лет и более. Она является основой для разработки техникоэкономических обоснований (ТЭО) или технико-экономических расчетов (ТЭР) на предпроектной стадии, устанавливающих целесообразность развития дорожных сетей, зон тяготения или строительства отдельных дорог. Предпроектное проектирование предполагает на основе анализа многих вариантов выбрать наиболее рациональный вариант трассы дороги (или сети дорог) с учетом природно-климатических и инженерно-геологических факторов, экономических расчетов и технологических возможностей.

Разработку предпроектной документации на строительство осуществляют в три этапа: определение цели инвестирования; разработка ходатайства о намерениях; разработка

обоснования инвестиций в строительство объекта.

Основными целями и задачами инженерного проекта являются: обоснование рациональных технических решений для намеченных в обосновании инвестиций участков дороги (дорог), подлежащих строительству, реконструкции или капитальному ремонту; определение технических решений и объемов строительных работ; подготовка тендерной документации для проведения конкурса подряда; разработка материалов и подготовка документов для отвода земель и компенсации по сносу существующих сооружений и насаждений.

Основными целями и задачами разработки рабочей документации являются: обоснование

наилучших технических решений для наиболее сложных участков трассы; разработка дополнительной документации на индивидуальные инженерные решения; подготовка тендерной документации на проведение конкурса подряда (при необходимости в дополнение к стадии разработки инженерного проекта).

Таким образом, основным проектным документом на строительство объектов является технико-экономическое обоснование (проект) строительства. На его основании разрабатывают проектную документацию.

Для технически сложных объектов и в случае сложных природных условий проектирования по решению заказчика (или заключению государственной экспертизы) одновременно с разработкой документации и осуществлением строительства могут выполняться дополнительные проработки проектных решений по отдельным вопросам.

6. Структура геоинформационной системы транспортного освоения лесов.

Основными компонентами ГИС являются картографическая и атрибутивная базы данных, которые имеют свою структуру. В ГИС все объекты распределены по слоям по их принадлежности к элементам содержания топографического плана. Таким образом, структура и перечень тематических слоев зависит от назначения и масштаба карт. Для разработки проектов транспортного освоения лесов необходимыми тематическими слоями, т.е. картографическими базами данных являются: геодезическая основа; рельеф; гидрография; населенные пункты; политико-административное деление; трубопроводы; ЛЭП и линии связи; железные дороги; автомобильные дороги общего пользования; лесные дороги; другие объекты транспортной инфраструктуры; промышленные, сельскохозяйственные, социально-культурные объекты; границы лесничеств; границы арендаторов лесного фонда; полигоны кварталов; полигоны выделов; квартальные просеки.

ГИС позволяет решить значительное число задач транспортного освоения: сбор, хранение, анализ и обработка больших объемов разнородных данных; оперативный доступ и визуализация информации; быстрая и качественная подготовка отчетных материалов. Благодаря модульной организации ГИС допускает независимую модернизацию блоков и расширение функциональности.

Исходные данные

хранение и восстановление

базами данных

обработка и анализ

Характеристика и анализ природных условий

Анализ производства, логистика, технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок

Характеристика существующих дорог

Оптимизация структуры лесотранспортной сети

Проектирование генеральной схемы лесных дорог

Набор лесосечного фонда и последовательность транспортного освоения лесов

Строительство дорог

CДОП , Cм , Cв – стоимость строительства 1 км дороги общего пользования, магистрали и

ветки соответственно, руб./км;

Cус , Смаг.в , Спас.в , Сп.п – стоимость устройства 1 км уса, магистрального, пасечного волоков,

погрузочного пункта (с учетом расхода древесины) соответственно, руб.

Ремонт и содержание дорог

Смашав. . смены – стоимость машино-смены автомобиля на вывозке, руб./смену.

Задача оптимизации структуры сети лесных дорог предполагает нахождение следующих параметров: d м аг.в , d ус , dв , d м , dдоп – зоны тяготения к магистральному волоку, усу, ветке,

магистрали, дороге общего пользования соответственно, км; – угла примыкания ветки к магистрали, град.

В качестве критерия оптимизации структуры сети лесных дорог используются суммарные удельные (приходящиеся на 1 м3 заготовленной древесины) затраты на строительство и создание новых, ремонт и содержание существующих элементов сети, затраты на трелевку и вывозку древесины, а также затраты на лесовосстановление, связанные с затратами на пешие переходы рабочих выполняющих лесохозяйственные мероприятия при отсутствии автомобильных дорог от существующей дороги до места проведения работ и обратно.

Для математической формулировки задачи составим уравнение выше перечисленных затрат для идеализированной сети,

Удельные затраты на содержание и ремонт магистрали, руб./м3 можно определить по формуле

Удельные затраты на содержание пасечного волока, руб./м3

на математическую модель, требуют условия неотрицательности, т.е. искомые переменные (оптимизируемые параметры)

должны иметь положительные значения, а именно:

0 , dдоп 0 , dм 0 , d в 0 , d ус 0 , dм.в 0 .

Необходимо найти такие оптимальные зоны тяготения к дороге общего пользования dдоп , лесной магистрали d м , ветке dв , усу d ус , магистральному волоку d мв , которые обеспечивали бы

минимум суммарных удельных затрат целевой функции на строительство и содержание новых, ремонт и содержание существующих элементов сети, затраты на трелевку и вывозку древесины, а

также затраты на лесовосстановление, связанные с затратами на пешие переходы при отсутствии автодорог.

Основными выходными параметрами системы оптимизации структуры сети лесных дорог, реализованной в MS Excel, будут: – оптимальные зоны тяготения в км лесных грузов к дороге общего пользования, лесной магистрали, ветке, усу, магистральному волоку; – оптимальная требуемая густота в км на 1000 га дорог общего пользования, лесных магистралей, веток, усов, магистральных и пасечных волоков; – потребность автомобильных дорог общего пользования, магистралей, веток, усов, магистральных и пасечных волоков в км на площадь и на 1 млн. м3 заготовки древесины для освоения транспортно неосвоенных лесных массивов.

Оптимальная требуемая густота автомобильных дорог каждой технической категории в км/1000 га при известной зоне тяготения определяется по формулам:

Гп.в 10b kп.в

При этом суммарная оптимальная густота дорог общего пользования и магистралей будет

Г Гдоп Гм

Суммарная оптимальная густота дорог общего пользования, магистралей и веток будет Г Гдоп Гм Гв Общая суммарная оптимальная густота всех автодорог будет

Г Гдоп Гм Гв Гус Нормативная потребность в строительстве магистралей, веток, усов, магистральных и

пасечных волоков в км на планируемый объем заготавливаемой древесины в год ( Qгод ) определяется по формулам соответственно:

8. Комплексный анализ транспортной освоенности лесных территорий. При анализе транспортного освоения лесов общепринятым является показатель удельной плотности (густоты) дорог. Он определяется как протяженность дорог, приходящаяся на единицу площади, обычно на 1000 га:

Г SL ,

где L – протяженность дорог в границах лесного участка, км; S –площадь лесного участка, тыс. га.

Для комплексной оценки транспортного освоения можно определить еще два измерителя :

Показатель полноты транспортной освоенности территории лесного участка дорогами i-

той категории определяется по формуле

pi 100 Si

S ,

где Si – площадь лесного участка, освоенная существующими дорогами i-ой категории, га; S

– общая площадь лесного участка, га.

Показатель полноты транспортной освоенности характеризует степень транспортного освоения лесов по площади, изменяясь от 0% (не освоенный лесной участок) до 100% (полностью освоенный лесной участок).

Площадь лесного участка, освоенная существующими дорогами i-ой категории, есть общая грузосборочная площадь всех дорог этой категории в границах лесного участка. Грузосборочная

площадь отдельной дороги определяется произведением ее длины на величину зоны тяготения лесных грузов к дороге. Зоной тяготения лесных грузов к любому лесовозному пути называется участок лесной грузообразующей площади, грузы с которой должны транспортироваться по данному пути. Зона тяготения зависит от категории дороги, лесотаксационных характеристик лесного участка, технологии лесосечно-транспортных процессов и требует обязательной оптимизации для конкретных природно-производственных условий.

Грузосборочная площадь дорог на лесном участке определяется картографически, путем нанесения границ грузосборочной зоны каждой дороги с последующим созданием общих границ транспортно освоенной территории. Геоинформационные технологии позволяют выполнить эту процедуру достаточно просто, путем создания единого буфера грузосборочной зоны вокруг всех дорог данной категории и автоматического определения площади буфера. Показатель полноты транспортной освоенности учитывает не только дороги расположенные на лесном участке, но и дороги вне участка, грузосборочная зона которых пересекает анализируемый лесной массив. В этом случае даже при отсутствии дорог на территории лесного участка показатель его транспортного освоения будет больше нуля.

Неравномерность размещения дорог по категориям (дорог общего пользования, лесовозных магистралей и веток) на лесном участке можно оценить коэффициентом неравномерности размещения автомобильных дорог определяемым по формулам:

где Lдоп, Lм , Lв – протяженность дорог общего пользования, магистралей и веток в границах лесного участка, км; dдоп , dм , dв – ширина зоны тяготения лесных грузов к дороге общего пользования, лесовозной магистрали и ветки, км; Sдоп , Sм , Sв – грузосборочная площадь лесного участка, освоенная дорогами общего пользования, лесовозными магистралями и ветками, га.

Коэффициент неравномерности размещения дорог при рациональном их размещении по площади лесного участка будет равен 1,0. При неравномерном размещении лесных дорог их грузосборочные зоны будут накладываться друг на друга, так что площадь единой грузосборочной зоны будет всегда меньше суммы площадей грузосборочных зон отдельных дорог, а, следовательно, коэффициент неравномерности всегда будет равен или больше 1,0. Его величина будет характеризовать рациональность пространственного размещения существующих автомобильных дорог для лесопользования на лесном участке.

9. Анализ обеспеченности лесной территории дорогами общего пользования и лесовозными магистралями.

При оценке обеспеченности лесными дорогами необходимо учитывать, что выше стоящая по иерархии дорога выполняет роль ниже стоящих. Так дорога общего пользования выполняет роль лесовозной магистрали, Дорога общего пользования, лесовозная магистраль выполняют роль ветки; дорога общего пользования, магистраль, ветка выполняют функцию лесовозного уса. Таким образом, чем выше густота (плотность) дорог более капитальных, тем меньше требуется строить лесных дорог меньшей капитальности. И поэтому отсутствие дорог общего пользования в регионе неизбежно приводит к увеличению протяженности строительства лесовозных магистралей, веток и усов.

Для оценки степени обеспеченности ЛУОЛХ дорогами общего пользования и лесными магистралями, определяли площадь кварталов, которые охвачены оптимальными зонами тяготения (грузосборочными зонами) дорог общего пользования и лесных магистралей в соответствии с табл. 3.1. Для этого в ГИС создаем буферные зоны величиной соответствующей параметрам расчетной оптимальной структуры лесной транспортной сети. Грузосборочная зона к дорогам общего пользования составляет 23,2 км, при этом величина буфера составит 11,6 км. Дороги общего пользования покрывают всю территорию ЛУОЛХ

Для лесных магистралей в оптимальной структуре лесотранспортной сети их грузосборочная зона согласно расчету составляет 11,7 км. Создаем буферную зону радиусом 5,8 км вокруг всех существующих дорог общего пользования и лесных магистралей. Площадь кварталов, охваченных грузозборочными зонами лесовозных магистралей составляет 143105 га