МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
Бойко Н.И., Кораблев Р.А., Бусарин Э.Н., Разгоняева В.В.
(ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)
The methodology of assessing the impact of roads on the roadside shelter belts is examined. The basis for a systematic approach of assessing of the interaction of road transport industry with the environment is the study of the road, as a man-made structure designed for car traffic while minimizing the impacts that violate the equilibrium state of the environment.
Стремительный рост уровня автомобилизации в России несет населению не только блага цивилизации в виде удобства, комфорта, быстроты в транспортных перемещениях, но и создает массу проблем, связанных с потреблением природных и энергетических ресурсов, необходимостью обеспечения безопасности населения, включая экологическую безопасность и безопасность дорожного движения, с загрязнением окружающей среды твердыми и газообразными веществами.
Успешное решение этих проблем возможно только на основе комплексного, системного подхода, с использованием современных методов систематизации и анализа. В связи с этим на первом этапе анализа экологических проблем, создаваемых автомобильным транспортом (АТ), представляется необходимым выявить основные направления воздействия АТ на окружающую среду и человека.
Современный транспорт является крупным потребителем ценного сырья и материалов. Автомобильный парк России ежегодно потребляет 110-120 млн. т кислорода, что составляет 8-10 % от его общего воспроизводства над территорией страны. Транспортный комплекс относится к основным источникам загрязнения окружающей природной среды. Основные виды воздействия транспорта на окружающую среду – загрязнение атмосферного воздуха токсичными веществами отработавших газов; выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников; размещение и утилизация отходов от эксплуатации транспорта; загрязнение поверхностных вод и водоемов ливневыми сточными водами с объектов, обслуживающих транспортные средства; шумовое воздействие от эксплуатации автомобильного, авиационного и железнодорожного транспорта [1].
Придорожная полоса в результате движения транспортных потоков большой интенсивности превращается в зону с аномально высоким уровнем энергии, повышенным содержанием загрязняющих веществ по сравнению с прилегающей местностью, влияющих отрицательно не только на климат, но и на животный и растительный мир.
Негативное воздействие АТ на окружающую среду свидетельствуют об актуальности разработки мероприятий по снижению таких воздействий и создания методов комплексной оценки и прогнозирования последствий взаимодействия как отдельно взятой автомобильной дороги, так и дорожной сети с окружающей средой.
Основы общего системного подхода к взаимодействию дорожно-транспортного комплекса с окружающей средой в нашей стране предложены И. Е. Евгеньевым и получили развитие у А. А. Миронова [2]. По их мнению, дорогу следует рассматривать как техногенное сооружение, предназначенное для движения автомобилей с минимизацией воздействий, нарушающих равновесное состояние среды. Процесс взаимодействия дороги со средой формирует несколько основных групп связей [2]:
- взаимодействие дороги как технического сооружения с окружающими экосистемами (экологические и эстетические изменения);
- воздействие на окружающую среду технологических процессов строительства и эксплуатации дороги;
- расходование природных ресурсов: земельной площади, естественных материалов (потребление ресурсов).
Каждая из этих связей оказывает влияние на литосферу (геологическая среда), атмосферу (воздушный бассейн), гидросферу (поверхностные и грунтовые воды), биосферу (флора и фауна), антропогенные образования (сельскохозяйственное производство, мелиоративные сооружения, селитебные территории).
Качественное описание системного подхода может быть представлено в формализованном виде, где окружающая среда V состоит из отдельных составляющих Vi
или 
. (1)
Функционирование дороги или сооружений на ней представляется системой W, также состоящей из отдельных элементов wi, имеющих связи друг с другом:
или 
(2)
Множество V по отношению к W является окружающей средой. При взаимодействии множеств V и W в пределах зоны влияния автомобильной дороги образуется региональная экологическая система S. Внутри техногенной системы W формируется множество системообразующих отношений Rw, совокупность которых образует внутреннюю структуру системы W. Система V образуется и функционирует за счет совокупности отношений Rv. Обозначим структуру техногенных воздействий дорожно-транспортного комплекса на окружающую среду в виде Rwv, а воздействие среды на этот комплекс – Rvw.
Таким образом, региональная система взаимодействия дорожно-транспортного комплекса с окружающей средой в пределах зоны влияния дороги может быть описана следующим образом [3]:
(3)
В связи с тем, что элементы подсистем непрерывно изменяются во времени, то систему следует считать нестационарной:
(4)
Для определения функции поведения системы S на заданном отрезке времени t в зависимости от изменения элементов систем Rv и Rw ее следует считать стохастической. В общем случае
(5)
где X(t) – центрированный случайный процесс изменения системообразующего отношения; MX(t) – математическое ожидание изменения.
На отрезке времени (Т–Θ) корреляционная функция процесса изменения должна иметь вид:
(6)
Системный подход к выбору факторов взаимодействия дорожно-транспортного комплекса с окружающей средой позволяет производить оценку и прогноз изменения во времени для разнородных факторов, принимающих участие в этом процессе. Для количественного моделирования требуется знание закономерностей изменения связей между системами V и W и отдельными факторами и параметрами, входящими в эти системы, однако на современном этапе развития науки эти закономерности выявлены лишь для небольшого числа связей. Поэтому практическое решение в области взаимодействия дороги с природой в настоящее время найдено для отдельных задач (определение уровня загрязнения атмосферного воздуха, почвы и уровня транспортного шума).
Литература
1 Сарбаев В.И. Теоретические основы обеспечения экологической безопасности автомобильного транспорта [Текст]: Монография. – М.: МГИУ, 2003. – 144 с.
2 Подольский В.П. Автотранспортное загрязнение придорожных территорий [Текст]: Монография / В.П. Подольский, В.Г. Артюхов, В.С. Турбин, А.Н. Канищев. – Воронеж: ВГУ, 1999. – 264 с.