автор: Михайлова Кристина Витальевна ТВ-01318
Руководитель: Димитрюк Юлия Сергеевна доцент ГАОУ ВО «Невинномысский государственный гуманитарно-технический институт»
СТРОИТЕЛЬСТВО ЗЕЛЕНЫХ МОСТОВ (ЭКОДУКОВ) В СЕВЕРО-КАВКАЗСКОМ ОКРУГЕ
СТРОИТЕЛЬСТВО ЗЕЛЕНЫХ МОСТОВ (ЭКОДУКОВ) В СЕВЕРО-КАВКАЗСКОМ ОКРУГЕ
Михайлова К. В., Димитрюк Ю.С.
Россия, г. Невинномысск
Что еще может быть благороднее на земле, чем строить хорошие, комфортные дороги для людей? Наверное, ничего. Ведь дороги — это лицо государства, его визитная карточка. Не зря говорят, что они основа основ любой цивилизации, которая соединяет города и страны, а вместе с ними людей и их судьбы. С дороги начинается жизнь и в городе, и в сельской местности: ни торговли, ни промышленных предприятий не будет, пока царит бездорожье. К сожалению, человек возводит дороги в нужном себе направлении, не согласовывая маршрут с традиционными тропами миграции животных. По утверждениям экологов, многополосная оживлённая трасса, проведённая через естественную среду обитания животных и насекомых, оказывает необратимое негативное влияние на животный мир, разделяя ореол обитания одной популяции животных от другой. Кроме того, одной из самых актуальных проблем дорожного движения являются столкновения автомобилей с дикими животными. Эти противоречия раскрывают тему нашего исследования — строительство зеленых мостов (экодуков) в Северо-Кавказском регионе. Цель работы — комплексная оценка современного состояния экосистем Северо-Кавказского экологического региона (экорегиона) для разработки экодуков как основы сохранения биологического разнообразия. Анализ и оценка современного состояния биологического разнообразия проводились на основе разнообразных литературных, картографических и фондовых и материалов. Численность диких животных оценивалась на основе учета, проводимого соответствующими организациями и ведомствами.
Экодуки, или мосты для животных, представляют собой замаскированный под естественную среду мост или тоннель, который пересекает оживлённую трассу или железную дорогу. У таких мостов есть два очевидных и необходимых предназначения. Первое — они позволяют животным и насекомым свободно мигрировать между двумя частями искусственно разделённого человеком пространства. Второе, максимально практическое — они позволяют защитить автомобилистов от столкновения с крупными дикими животными. Чётких стандартов по строительству экодуков не существует. Они всегда возводятся в строгом соответствии с рекомендациями экологов и специалистов-зоологов, и ширина, высота и маскировка моста зависят от климата, инженерно-геологических условий и преобладающих видов животных в данной конкретной местности.
Первые экодуки были построены во Франции в 1950-х годах. Положительный опыт французов быстро распознали соседи, и мосты для животных стали возводиться по всей Европе: в Нидерландах, Швейцарии, Германии. К 70-м годам экодуки получили распространение в США, Канаде, Японии и Китае. До России же они добрались лишь к 2016 году и на данный момент в Российской Федерации построено всего два зеленых моста.
Например, в Калужской области открыли зеленый мост шириной 52 метра, который возвели над Киевским шоссе специально для животных. При строительстве экодука использована шумоизоляция, чтобы лоси, лисы и кабаны, пересекая трассу М3, не испугались звуков, которые издают автомобили. На мосту высажена трава высотой 80 сантиметров, есть даже немногочисленные деревья. Второй зеленый мост был реализован в национальном парке «Земля леопардов» в Приморском крае.
Более 70 лет применения экодуков и постоянные их исследования показали, что мостами пользуются не только крупные животные, но и беспозвоночные, бабочки, пауки и жуки. Вот некоторые цифры, приведённые разными экспертами по разным экодукам: государственное агентство лесного хозяйства Эберсвальда с мая 2005 г. по апрель 2006 г. наблюдало за мостом через автобан А11 в Бранденбурге и выяснило, что почти 2300 животных воспользовались эко-мостом. Подобное же исследование, проведенное в 2008–2009 годах в Нидеркрюхтене, показало, что за год на эко-мосту было найдено 1368 следов животных, из них 690 косуль, около 180 кабанов, 130 кроликов и зайцев, 42 лисы, 37 барсуков и 18 куньих. Масштабное исследование, проведенное в Канаде, показало, что в 2017 году крупные млекопитающие (из них гризли, койоты, лоси, медведи, пумы, волки и т. д.) прошли в общей сумме 84 000 раз по 24 экодукам.
Необходимо ли строительство эко-мостов в Северо-Кавказском регионе? Мы с уверенностью можем дать положительный ответ. Мир животных Кавказа чрезвычайно богат. Его разнообразие обусловлено географическими особенностями региона: каждая климатическая зона имеет собственные флору и фауну. Фауна наземных и водных позвоночных Северо-Западного Кавказа в настоящее время насчитывает 648 видов, в том числе 103 — млекопитающих, 338 — птиц, 25 — рептилий, 11 — амфибий. Специфические особенности распределения фауны позвоночных животных по территории Северо-Западного Кавказа обусловлены ландшафтной структурой, сложившейся в ходе длительного исторического развития, биологическими, экологическими и антропогенными факторами. Несмотря на все разнообразие кавказской природы, здесь есть те виды животных, птиц и растений, которые на сегодняшний день считаются редкими. Причиной, чаще всего, служит не естественное сокращение того или иного вида, а нерациональное, а то и попросту преступное поведение человека по отношению к флоре и фауне. И, к сожалению, Красная книга Кавказа время от времени пополняется названиями тех представителей дикой природы. Многие растения и животные из Красной книги Кавказа являются эндемиками, то есть теми видами и подвидами, распространение которых очень ограничено.
Ещё 100 лет назад Северо-Западный Кавказ был сравнительно отдалённым и мало используемым человеком регионом: хозяйственная деятельность была сосредоточена, в основном, вдоль берегов Чёрного и Азовского морей и реки Кубани. Сегодня использование территории человеком стало во много раз интенсивнее, изменился видовой состав животных, сократился улов рыбы в реках, лиманах и прибрежных водоемов; упала численность популяций крупных зверей. Наиболее уязвимым звеном природных экосистем являются крупные млекопитающие Северного Кавказа, это благородный олень, бурый медведь, западнокавказский тур, серна, рысь, косуля, кабан, енотовидные собаки, камышовые и лесные коты, волки, барсуки и тд. Однако целый ряд мелких видов зверей также нуждается в экстренных мерах сохранения и в детальном изучении, в том числе барсук, кавказская норка, выдра и многие другие. Сейчас принимаются активные меры по сохранению и восстановлению естественной флоры и фауны.
Максимальное видовое разнообразие наземных позвоночных свойственно лесостепному комплексу, в фауне которого представлено почти 65% всего видового состава или более 330 видов. Степная зона практически полностью превращена в сельскохозяйственные угодья и строительство зеленых мостов в этой зоне мы считаем нерациональным.
Проведя анализ дорог Северо-Кавказского региона, мы пришли к выводу, что большая часть трасс между крупными населенными пунктами — четырехполосные с разделительной полосой и различными вариантами ограждений-отбойников, часто используются бетонные парапеты. В результатет анализа, в нашем проекте был разработан зеленый мост (экодук) через четырехполосную трассу.
Мостовые конструкции в процессе эксплуатации подвергаются статическим и динамическим нагрузкам. В связи с этим проект моста – ответственная инженерная задача, включающая целый ряд подготовительных работ и точных расчетов. Подготовительные работы предусматривают тщательную оценку местности и ее природных условий, ряд топографических и геодезических изысканий. После выбора варианта моста рассчитывается общая несущая способность его конструкции, максимально-допустимые деформации и колебания. Для исключения возможных ошибок проектирования наиболее ответственные расчеты производятся непосредственно в процессе строительства моста на различных стадиях его возведения. Анализируя условия строительства Северо-Кавказского региона, зеленый мост представлен арочной (сводчатой) конструкций. Арочные мосты в качестве основных несущих конструкций имеют криволинейные элементы — арки или своды. Опорные сечения арочных пролетных строений закреплены и не могут смещаться в горизонтальном направлении. При действии вертикальных нагрузок в опорных закреплениях возникает горизонтальная реакция — распор, что является характерной особенностью арочных систем. В общем случае сечения арки работают на сжатие с изгибом. При рациональном проектировании изгибающие моменты в арке могут иметь сравнительно небольшие значения. Так как бетон хорошо работает на сжатие, то сечения арок получаются более экономичными, чем балки такого же пролета. Основной материал конструкций таких мостов — железобетон. Метод ведения строительных процессов — метод навесного монтажа (бетонирования) или способ пролетного бетонирования. Глубина заложения свай в основании моста определяется расчетом и геологическими особенностями местности. Основные характеристики свайного поля — диаметр свай, арматура, шаг и прочие характеристики — определяются инженерными расчетами.
Мосты и другие искусственные сооружения рассчитывают, пользуясь методом предельных состояний. Предельные состояния мостов и других искусственных сооружений подразделяют на две группы. Предельное состояние первой группы подгруппы характеризуется непригодностью к эксплуатации или невозможностью строительства из-за потери общей или местной устойчивости, разрушения элементов сооружения, сдвига или выпирания грунта. Предельные состояния подгруппы вызывают необходимость прекращения эксплуатации или строительства из-за больших пластических деформаций, сдвигов во фрикционных соединениях, недопустимых резонансных колебаний, местной потери устойчивости без разрушения, при действии силовых факторов, а также вследствие совместного действия силовых факторов и неблагоприятных влияний окружающей среды. При наступлении предельных состояний второй группы возникают затруднения нормальной эксплуатации сооружения, вызываемые значительными прогибами, осадками опор или другими смещениями конструкции, а также образованием или недопустимым раскрытием трещин в бетоне. Северный Кавказ находится в зоне риска по сейсмике, поэтому будут проведены расчеты с учетом сейсмичности территории.
Особенностью проектирования, строительства и эксплуатации зеленых мостов, является наличие естественного грунта в покрытии моста, а значит потребуется организация дренажной системы. Дренаж — это инженерная система, призванная регулировать количество грунтовых и дождевых вод на участке. Правильно спроектированная дренажная система будет защищать мост от ливневых и талых вод, благодаря чему увеличивается срок службы конструкций моста. Существует два основных типа дренажных систем: поверхностный и глубинный. Мы предполагаем, что будет применяться оба типа дренажных систем, но окончательные варианты уточнятся расчетами и рекомендациями экологов.
При строительстве и эксплуатации экодука мы предлагаем использовать шумоизоляционные ограждения, замаскированные зелеными насаждениями, которые будут препятствовать движению животных на трассу и организовать естественное перемещение в сторону экологичного моста. Таким образом у животных появится возможность беспрепятственно мигрировать на другую сторону дороги.
Современный этап развития цивилизации характеризуется нарастанием противоречий межу обществом с его хозяйственными потребностями и природой. Поэтому поиски путей устойчивого развития биосферы в мировом масштабе привлекают внимание ученых разных стран. Изучение, оценка и сохранение биологического разнообразия, стали острейшей глобальной экологической проблемой. Поиск путей ее решения имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение. Последнее связано не только с возрастающим антропогенным прессом на отдельные компоненты и элементы окружающей среды, но и целые природные комплексы. Вместе с тем, в России особенно в связи с реформами, обозначился явный дефицит теоретических и экспериментальных исследований экологических систем на региональном и локальном уровнях в разных широтных зонах и высотных поясах. В рамках этого исследования, анализируя ситуацию в Северо-Кавказском федеральном округе, мы предлагаем активно внедрять строительство экодуков (зеленых мостов). Мы считаем, что охрана окружающей среды и рациональное использование ее ресурсов в условиях бурного роста промышленного производства стала одной из актуальнейших проблем современности и строительство эко-мостов в Северо-Кавказском регионе — необходимая мера.
Список использованных источников
- Андреева Е.О., Борисова Н.И. К вопросу об энергосбережении в современном архитектурно-строительном комплексе // NovaInfo.Ru. 2015. Т. 1. № 39. С. 117-122.
- Ашнина Ю.А., Борисов А.В., Борисова Н.И. Развитие инфраструктуры современного города: социальные и экономические аспекты // NovaInfo.Ru. 2015. Т. 2. № 39. С. 177-183.
- Борисова Н.И., Таранова А.В. Проблемы и развитие экологического строительства в условиях проектно-строительной деятельности в волгоградской области // Современные технологии управления. 2016. № 3 (63). С. 33-42.
- Шипкова Е.В., Борисова Н.И., Борисов А.В. Необходимость применения энергосберегающих технологий на городском транспорте в современных условиях. В сборнике: Вопросы современной экономики и менеджмента: свежий взгляд и новые решения. Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. 2016. С. 47-49.
