Транспортная геосистема. 2

Введение

Геотехсистемы транспортного  назначения представляют собой обязательный составной элемент инфраструктуры любой освоенной территории и  играют большую роль в формировании и развитии экономики каждой страны, района, города.  
Сам транспорт и геотехсистемы транспортного назначения оказывают существенное негативное воздействие на природу. Каждый вид линейных транспортных геотехсистем имеет ряд специфических особенностей.  
Наибольшее отрицательное влияние исходит от наземного транспорта. Сильное влияние на природу оказывают автомобильные дороги. Это связано, вопервых, с тем, что современные автомагистрали имеют в несколько раз большую ширину, чем другие транспортные системы. Вовторых, движущиеся автомобили выбрасывают в атмосферу значительное количество вредных веществ. Кроме того, интенсивно используемые автомобильные дороги являются источниками сильного шума, а также вибрации грунта.  
Воздействие железных дорог на природную составляющую имеет несколько иной характер. Оно более интенсивно на этапе их сооружения и менее – в процессе функционирования. 

Железнодорожный транспорт  — вид транспорта, перевозка грузов и пассажиров на котором осуществляется по рельсовым путям.

Понятие железная дорога (устар. железянка) обозначает оборудованную  рельсами полосу земли либо поверхности  искусственного сооружения (тоннель, мост, эстакада), которая используется для  движения рельсовых транспортных средств. Железная дорога может состоять из одного пути или нескольких. Железные дороги бывают с электрической, дизельной, турбинной, паровой или комбинированной  тягой. Особый вид железных дорог  — зубчатые. Обычно железные дороги оборудуются системой сигнализации, а железные дороги на электрической  тяге — также контактной сетью.

Различают железные дороги общего пользования, промышленные железные дороги (подъездные пути предприятий  и организаций) и городские железные дороги — метрополитен и трамвай.

Железнодорожный транспорт  в России — одна из крупнейших железнодорожных  сетей мира, существующая с 1837 года и насчитывающая 86 тыс. км железнодорожных  путей, из которых около половины — электрифицированные. По общей  протяжённости железнодорожных  путей Россия занимает 2-е место, уступая только США (194,7 тыс. км). По протяжённости  электрифицированных дорог (43 тыс. км) Россия занимает 1-е место в мире.

Деятельность железнодорожного транспорта оказывает воздействие  на окружающую природную среду всех климатических зон и географических поясов нашей страны. Но по сравнению  с автомобильным неблагоприятное  воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду существенно  меньше. В первую очередь это связано  с тем, что железные дороги – наиболее экономичный вид транспорта по расходу  энергии на единицу работы. Тем  не менее, перед железнодорожным  транспортом серьёзно стоят проблемы уменьшения и предотвращения загрязнения  окружающей среды.

Автомагистра́ль — дорога для скоростного движения автомобилей, не имеющая одноуровневых пересечений с другими дорогами.

Предназначена для движения транспортных средств с высокой  скоростью, проезжие части для каждого  направления движения разделены  барьером или другим строительно-техническим  образом и имеют не менее двух полос для движения в каждом направлении, а также часто широкую обочину  для остановки в непредвиденных случаях.

Съезды и выезды на автомагистрали оборудованы полосами замедления и  ускорения. Выезд на автомагистрали для транспортных средств, максимальная разрешённая скорость которых ниже определённой величины км/ч (например, мопеды или трактора; конкретная скорость зависит от государства), а также  для велосипедного и гужевого транспорта запрещён. Также на автомагистралях запрещёно пешеходное движение. К отличительным особенностям автомагистралей относятся запрещения движения задним ходом и остановки вне специально отведённых для этого мест.

Источниками воздействия  автомобильной дороги (в жизненном  цикле) на окружающую среду являются: дорога с движущимся транспортом, транспортные средства, строительно-дорожные машины и оборудование в процессах выполнения технологических операций строительства, реконструкции, эксплуатации, содержания и ремонта дорог, а также предприятия  дорожного хозяйства и дорожного  сервиса, находящиеся в придорожной  полосе, используемые материалы.

1.Воздействие  железнодорожного транспорта на  экосистемы

Любая железная дорога представляет собой отчужденную у природной  среды полосу, искусственно приспособленную  к движению поездов с заданными  техническими и экологическими показателями. Для экологической системы, для  природного ландшафта железная дорога является чужеродным элементом.

Чем плотнее сеть дорог, тем  выше интенсивность движения по ним, тем большую озабоченность проявляет  общество в отношении их воздействия  на условия человеческого обитания. На долю железнодорожного транспорта приходится 80% грузооборота и 40 % пассажирооборота транспорта общего пользования РФ. Такие  объёмы работ связаны с  большим потреблением природных  ресурсов, и соответственно, выбросами  загрязняющих веществ в биосферу.

Влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется прежде загрязнением воздушной среды, водной и земель при строительстве и  эксплуатации железных дорог.

Успешное функционирование и развитие железнодорожного транспорта зависит от состояния природных  комплексов и наличия природных  ресурсов, развития инфраструктуры искусственной  среды, социально-экономической среды  общества.

Состояние окружающей среды  при взаимодействии с объектами  железнодорожного транспорта зависит  от инфраструктуры по строительству  железных дорог, производству подвижного состава, производственного оборудования и других устройств, интенсивности  использования подвижного состава  и других объектов на железных дорогах, результатов научных исследований и их внедрения на предприятиях и  объектах отрасли.

Каждый элемент системы  имеет прямые и обратные связи  друг с другом. При развитии и  функционировании объектов железнодорожного транспорта следует учитывать свойства природных комплексов – многосвязность, устойчивость, коммутативность, аддитивность, инвариантность, многофакторную корреляцию.

Многосвязность выражается в разнохарактерном воздействии  транспорта на природу, которое может  вызвать в ней трудноучитываемые  изменения.

Аддитивность – это  возможность многопараметрического  сложения различных источников техногенного и антропогенного воздействия на природу, что может привести к  непредсказуемым изменениям в природе.

Инвариантность является свойством экосистем сохранять  стабильность в границах регламентированных техногенных и антропогенных  воздействий.

Устойчивость – способность  экосистем сохранять исходные параметры  при естественном, техногенном и  антропогенном воздействиях.

Многофакторная корреляция характеризует экосистемы с позиций  их предопределенности к случайным  и неслучайным событиям с аналитическими связями между ними.

Главной задачей проектировщиков  является поиск путей согласования технических решений с природными факторами. Необходимо чтобы строительство  дороги не ухудшало качество среды  обитания, воздействуя на неё.

2.Воздействие  автомобильных дорог на экосистемы

Основными видами воздействия  автомобильной дороги на окружающую природную и социальную среду  являются:

А - изъятие (потребление) невозобновимых природных ресурсов (дорожно-строительных 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;

Б - физическое наличие объекта (сооружение и использование объекта), воздействие на ландшафт, гидрологию, климат, социально-экономические условия  жизни, традиционный уклад жизни  и природопользование местного населения;

В - 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;

Г - шум, вибрации, электромагнитное и ионизирующее воздействие на компоненты окружающей среды, население и животный мир;

Д - динамическое воздействие  движущихся машин и механизмов на людей, животных, растительность.

В табл. приведены экологически значимые мероприятия и технологии, являющиеся источниками указанных  выше видов воздействия.

Наиболее чувствительными  компонентами природной среды при  эксплуатации, содержании и ремонте  автомобильных дорог являются:

поверхностный сток из-за: а) загрязнения их нефтепродуктами, противогололедными, органическими веществами (навозом, пищевыми отходами), продуктами износа шин, дорожного покрытия; б) концентрации стока вследствие искусственного водоотвода с дорожного покрытия, проложения дороги в выемке или на насыпи и др. Это особенно важно при пересечении водных преград, вблизи водоемов, рек и т.д.;

население, животный мир, проживающие на придорожных территориях из-за превышающего санитарно-гигиенические нормативы уровня шума, а также динамического воздействия движущихся по дороге машин (гибель, ранения людей, животных), уплотнения почвы и уничтожения растительности (при езде по бездорожью);

атмосферный воздух из-за чрезмерного загрязнения его отработавшими газами автотранспортных средств, продуктами износа дорожного полотна и шин.

Из социальных факторов наиболее чувствительны археологические, историко-культурные объекты (при наличии), на которые  негативно действуют вибрация, передаваемая от движущихся транспортных средств, а  также содержащиеся в отработавших газах двигателей токсичные вещества. Важными также являются социально-экономические  условия жизни, здоровье населения  и традиционное природопользование малых народностей вследствие тех  же причин, как и при строительстве  дорог.

Основными изменениями в  окружающей природной и социальной среде под воздействием автомобильной  дороги являются:

- истощение невозобновимых  природных ресурсов, изменение рельефа  местности, 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. Они могут вызвать заболачивание  (осушение) придорожных территорий, деградацию растительности;

- 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 выше установленных  санитарно-гигиенических нормативов. Наличие в придорожной полосе  строительного, бытового мусора, потерь перевозимых грузов способствует  активному накоплению в придорожной  полосе большого количества отходов,  загрязняющих поверхностный сток, грунтовые воды, почву, растительность.

3. Оценка воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду

Оценка воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду является обязательным элементом  планирования и проектирования строительства  или развития объектов железнодорожного транспорта для определения характера  и степени всех потенциальных  видов влияния на природную среду  намечаемой хозяйственной деятельности и связанных с ней экологических, социальных и экономических последствий. При оценке воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду предусматривается проведение следующих работ:

           • сбор и анализ информации  о намеченной деятельности объекта  и характере его воздействия  на окружающую среду, о состоянии  окружающей среды в регионе  на момент проектирования, определение  источников, видов и объектов  воздействия;

           • прогнозирование изменения  состояния природной среды методами  сравнительного анализа, экспертных  и других видов исследований, определение вероятности аварийных  ситуаций и их последствий;

           • оценка экологических, социальных  и экономических последствий  от реализации проекта;

           • рассмотрение альтернативных  вариантов проекта, включая нулевой  (не реализован проект), их сопоставление  по экологическим и экономическим  показателям и выбор рационального  варианта;

           • разработка способов снижения  отрицательных воздействий на  окружающую среду и здоровье  людей.

           Воздействие железнодорожного транспорта  на природу и людей оценивается  не только по количественным  показателям загрязнения (в единицу  времени, за период эксплуатации), но и по интенсивности загрязнения  и пространственным границам  распространения загрязняющих веществ  в атмосфере, водной среде и  почве. Анализ результатов оценки  воздействия объекта на окружающую  среду и сопоставление их с  допустимыми уровнями воздействий  позволяют разработать научно  обоснованные природоохранные мероприятия  по устранению или ослаблению  негативного влияния хозяйственной  деятельности до нормируемых  уровней.

           Ответственность за проведение  такой оценки несет заказчик. Результаты оценки согласуются  с органами санитарно-эпидемиологического  надзора и представляются на  заключение в Государственную  экологическую экспертизу. Наличие  положительного заключения –  обязательное условие для финансирования  работ по реализации проекта.

4. Оценка воздействия  автомобильной дороги на окружающую 

Экологическая безопасность дороги устанавливается с использованием набора экологически значимых показателей  и их оценочных измерителей, определяющих характеристики и свойства дороги, как источника воздействия на природную и социальную среду, а  также компонентов окружающей среды, на которые оказывает воздействие  автомобильная дорога.

Показатели и их оценочные  измерители отражают совокупность требований, установленных соответствующими законодательными и нормативно-методическими документами. Этими же документами регламентируются методы оценки измерителей воздействия  автомобильной дороги на окружающую среду, параметров окружающей среды  в зоне влияния дороги.

Места замеров (расчетных  оценок) воздействия дороги и загрязнения  окружающей среды устанавливаются  исходя из следующих соображений.

Начало и конец участка  дороги определяют в соответствии с  требованиями ВСН 1-83. Ширину полосы отвода и придорожной полосы указывают  с округлением до целых метров не реже чем через 10 км, а также  во всех местах изменения ширины.

Вне населенных пунктов контроль негативного воздействия дороги осуществляется в пределах придорожной  полосы, в населенных пунктах - между  линиями застройки (на расстоянии не более ширины придорожной полосы). По обе стороны от полотна дороги в начале, в середине и в конце  каждой экологической зоны (но не реже, чем через каждые 10 км) осуществляется измерение следующих показателей:

- концентрации вредных  веществ в атмосферном воздухе  на высоте 1,5 м (СО, NO, NO₂, SO₂, сажи, минеральной пыли), а также скорости, направления ветра, температуры, относительной влажности воздуха - в трех точках - на границе обочины, полосы отвода, придорожной полосы (санитарно-защитной зоны),

- концентрации примесей (нефтепродуктов, взвесей, хлоридов) и характеристики качества воды (мутности, цветности, БПК_полн, рН) - до и после очистных сооружений или перед сбросом на рельеф, в населенных пунктах - в канавах и лотках вдоль проезжей части дороги перед водосточным колодцем;

- концентрации вредных  веществ в почве на глубине  0-10 см (нефтепродуктов, свинца, хрома) - в трех точках - на границе обочины,  полосы отвода, придорожной полосы  в населенных пунктах и при  примыкании сельхозугодий;

- уровня шума - на границе  обочины и у ближайших зданий  на высоте 1,5 м (только в пределах  населенных пунктов);

- уровня эффективной удельной  активности радионуклидов в почве  - в понижениях, аккумулирующих поверхностный  сток в пределах придорожной  полосы.

Максимально-разовые, среднесуточные и среднегодовые концентрации вредных  веществ, уровни шума в точках, где  замеры не производились, определяются расчетным путем по действующим  методикам с использованием результатов  инженерно-экологических изысканий.

Состояние зеленых насаждений, стациально-деструкционные изменения (эрозию, подтопление, заболачивание, ландшафтные  нарушения) определяют визуально или  с использованием фотовидеосъемки.

Определение интенсивности  движения (часовой и суточной), состава, скорости транспортного потока производится по утвержденным методикам в контрольных  сечениях дороги - местах замеров концентрации атмосферного воздуха - визуально или  с использованием фото- или видеосъемки.

Объем твердых отходов (бытовых  и промышленных) определяют в результате их сбора по обе стороны от дороги в каждой из экологических зон  или в месте размещения объекта  дорожной инфраструктуры и относят  на 1 км протяженности.

Результаты оценки значений параметров показывают на картографическом материале (М 1:50000), где наносятся  уровни (изолинии) концентраций и удельных выбросов вредных веществ, твердых  отходов, шума в сравнении с фоновыми или предельно допустимыми.

В картографическом материале  должны быть отражены:

- границы полосы отвода  и придорожной полосы;

- леса, овраги, заболоченные  места, сельскохозяйственные угодья, особо охраняемые природные территории, реки, ручьи, озера и другие  водоемы, границы типичных экологических  зон;

- искусственные сооружения, объекты дорожного сервиса, предприятий  (АБЗ, ЦБЗ, карьеры и т.д.), населенные  пункты и отдельно стоящие  жилые и нежилые здания и  сооружения, находящиеся в пределах  придорожной полосы;

- железные и автомобильные  дороги, с которыми дорога пересекается, совмещается или примыкает; линии  газопровода, водопровода, канализации,  связи и электропередач, проложенные  вдоль дороги или с ней пересекающиеся; съезды с дороги;

- зеленые насаждения, шумозащитные  экраны, ограждения, ограничивающие  доступ животных на проезжую  часть, очистные сооружения.

Следует обязательно указывать  название и направление течения (стока) рек и других водотоков, названия пересекающих автодороги железных дорог  и ближайших станций вправо и  влево от автомобильной дороги (по ходу километража), населенных пунктов, их положение относительно дороги (начало, конец).

При составлении картографического  материала по отдельным объектам указываются:

- местоположение и количество  площадок отдыха и стоянок  автомобилей, а при описании  кабелей и воздушных технологических  линий и линий электроосвещения - их местоположение и протяжение;

- тип объекта дорожного  сервиса, его расположение, производственная  мощность, состояние территории  и подъездов;

- местоположение и протяженность  снегозаносимых участков дороги, объем снегопереноса на них  и обеспеченность средствами  снегозащиты (снегозащитными лесопосадками,  заборами, планочными щитами и  пр.);

- тип растительности, начало  и конец участка озеленения, ширина  и рядность (для лесопосадок), площадь  (для участков с засевом трав), количество поврежденной растительности (%);

- расположение, протяженность,  материал, высота шумозащитных экранов,  уровень шума перед экраном  и у ближайшего здания, расположенного  за экраном;

- расположение, протяженность,  тип ограждений, ограничивающих  доступ животных на проезжую  часть.

Для оценки экологической  безопасности автомобильной дороги используются измерители фонового состояния  и воздействия дороги на окружающую среду, , которые представлены в виде некоторой иерархической структуры 

Иерархия измерителей  воздействия автомобильной дороги на окружающую среду

На нижнем уровне иерархии находятся измерители одиночных  экологически значимых показателей, которые  на следующем уровне иерархии образуют 21 группу свойств, которые укрупненно отражают основные виды воздействия  дороги на окружающую среду.

5. Специфика влияния  видов транспорта на окружающую  среду

 
Линейные транспортные геотехсистемы  выступают в качестве каналов  техногенных геохимических миграций и распространения синантропных видов растений и животных (существование  которых связано с жизнедеятельностью человека: тараканы, мыши, клопы, подорожник, крапива, лебеда и др.). Различными видами транспорта перевозится огромное количество веществ, которые частично рассеиваются в придорожной полосе. Существенным является загрязнение вод стоками  с дорог, несущими остатки нефтепродуктов, антиобледенителей и т.д.  
Загрязнение воздуха и почвы токсичными продуктами, содержащимися в отработанных газах автомобилей, оказывает угнетающее влияние на придорожную растительность при интенсивности движения свыше 45 тысяч автомобилей в сутки. Аккумуляция соединений свинца растениями придорожной полосы наблюдается даже при интенсивности движения свыше одной тысячи автомобилей в сутки, что делает опасным использование придорожных земель в сельском хозяйстве для выращивания овощей и для сенокосных угодий. 

Автомобильный транспорт

Автомобильный парк России в 1996 году насчитывал 19,6 млн единиц, в том числе 14,7 млн легковых, 4,2 млн грузовых и около 0,7 млн автобусов. Отмечается устойчивая тенденция роста  численности автотранспортных средств.

Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей)

проявляется:

·        в  высоких темпах роста численности  автомобилей по сравнению с ростом количества стационарных источников;

·        в  их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон  загрязнения);

·        в  непосредственной близости к жилым  районам;

·        в  более высокой токсичности выбросов автотранспорта по сравнению с выбросами  стационарных источников;

·        в  сложности технической реализации средств защиты на подвижных источниках;

·        в  низком расположении источника загрязнения  от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей  скапливаются в зоне дыхания людей  и слабее рассеиваются ветром по сравнению  с промышленными выбросами и  выбросами от стационарных источников транспорта, которые, как правило, имеют  дымовые и вентиляционные трубы  значительной высоты.