Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Борьба с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью (далее - ДКР) в полосе отвода дорог промышленного транспорта и других объектов производственной инфраструктуры дорог играет важную роль. ДКР появляется свободно и приводит к ухудшению транспортно-эксплуатационных показателей дороги, регрессирует ее эстетическое восприятие.

Зарастание обочин, откосов, полосы отвода нежелательной растительностью снижает видимость на поворотах с кривыми малых радиусов и пересечениях дорог, скрывает дорожные знаки, ограждения и сигнальные столбики, что приводит к увеличению аварийности, способствует снегозаносимости на открытых участках, усиливает пожароопасность в лесной зоне. Корни древесных растений разрушают земляное полотно, увеличивают его водонасыщение. Зарастание кюветов и боковых канав затрудняет водоотток. Образуется застой воды, что приводит к нарушению водно-теплового режима земляного полотна и преждевременному разрушению дорожных одежд (рисунок 1).

Особую остроту данная проблема приобретает на лесовозных дорогах, по которым производятся перевозки длинномерных грузов (хлыстов) и трассы которых включают большое количество поворотов с кривыми малых радиусов. В этой связи эффективная и весьма дорогостоящая борьба с нежелательной ДКР в полосе отвода автомобильных дорог, особенно лесовозных и других дорог промышленного транспорта в лесной зоне РФ, является актуальной задачей.

Анализ отечественных и зарубежных источников информации показал, что целенаправленные исследования по ДКР в полосе отвода автодорог практически отсутствуют. В этой связи заявленная нами концепция темы обладает новизной.

Учитывая ограниченное финансирование работ по текущему содержанию автодорог, борьба с нежелательной ДКР является практически значимой.

Целью магистерской диссертационной работы является обоснование наиболее рациональных методов борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью в полосе отвода автомобильных дорог на основе технико-экономического анализа и сравнения альтернативных вариантов.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1. Изучить преимущества и недостатки известных методов и технологий борьбы с нежелательной ДКР в полосе отвода автомобильных дорог.

2. Проанализировать применяемые в разных дорожно-климатических зонах технологии на возможность их технической реализации в условиях Архангельской области.

3. Выполнить экономическую оценку альтернативных вариантов технологий, отобранных по техническим критериям, на основе сметных расчетов.

4. Определить и рекомендовать для применения наиболее рациональную по технико-экономическим показателям технологию борьбы с нежелательной ДКР.

Объектом исследования являются автомобильные дороги Архангельской области различных технических категорий, предметом исследования - технологии борьбы с нежелательной ДКР в полосе отвода автомобильных дорог.

Метод исследования - технико-экономический анализ альтернативных вариантов технологий борьбы с нежелательной ДКР.

1. Анализ исследований методов борьбы с нежелательной ДКР

Правильно сформированный дорожный газон выполняет три главные функции: предотвращает ветровую и водную эрозию земляного полотна, затрудняет семенное зарастание полосы отвода древесно-кустарниковой растительностью, улучшает эстетическое восприятие дороги. Это достигается благодаря наличию в составе газона сеяных или дикорастущих видов трав малой высоты, способных образовывать дернину, устойчивых к систематическому скашиванию, уплотнению и засолению почвы, образующих саморегулирующиеся фитоценозы, обновляющиеся вегетативным способом. Травосмеси выбирают по почвенно-климатическими условиями полосы отвода автомобильной дороги. Крайне важно при этом сохранить необходимую густоту посева, чтобы обеспечить закрепление откосов от поверхностой эрозии и быстрое смыкание корневых систем трав.

Травы намеренно не скашиваются в год посева для того, чтобы создать нужный зимний запас питательных веществ в корнях и корневищах. Возможна небольшая примесь сорных, второстепенных видов, корни которых также закрепляют почву от размыва. Первое скашивание выполняется на второй год в момент выгонки генеративных побегов (цветоносов). Для того чтобы стимулировать ветвление дернообразующих видов и предотвратить образование семян нежелательной древесно-кустарниковой растительности. На третий год выполняется одно-два скашивания по мере образования генеративных побегов. Во второй и третий год скашивание выполняется на высоте 20-25 см, чтобы удалить цветоносы и не повредить листовой аппарат трав.

Постоянное скашивание травостоя на высоте 10-15 см является основным способом вытеснения широколиственных высокостебельных трав и создания привилегий для «низовых» злаков. В северном и северо-западном регионах (первой агроклиматической зоне) достаточно двухкратного скашивания: в конце июня и июля - первой половине августа.

Вопросам борьбы с нежелательной ДКР посвящены несколько научных исследований, публикаций и патентов. Общие научные исследования в сфере изучения технологий удаления деревьев и кустов при непрерывном их срезании приводится в работе [1].

Предметный анализ и оценка перспективных механических методов борьбы с нежелательной растительностью с целью возможности их использования при удалении травы и древесно-кустарниковой поросли с полосы отвода дорог выполнены в работе [2]. Повышенный акцент в данной работе делается на необходимость и пути совершенствования механических методов борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью.

В работе д.т.н., проф. Шегельмана И.Р. и др. [3] дан краткий обзор исследований, направленных на совершенствование технологий и оборудования для удаления деревьев и кустов на вырубках и линейных объектах. Так же авторы уделили внимание специализированным машинам и приемам выполнения этих операций при непрерывном движении машины, т.е. механическому методу борьбы с нежелательной ДКР.

Способ очистки от древесной растительности, образовавшейся от самосева в технической полосе отвода железных и шоссейных дорог, предложен и защищен патентом на изобретение С.Я. Самaрцевым [4]. Этот способ предусматривает раскорчевку полосы, распашку почвы и засев ее многолетними травами, образующими дернину. Дернина позволяет укорениться прилетевшим со стороны семенам древесных пород.

2. Современные практические методы борьбы с нежелательной ДКР

Работы по устранению нежелательной ДКР в полосе отвода автомобильной дороги относятся к регламентным работам текущего содержания дороги (весенне-летне-осеннего периода).

В настоящее время для уничтожения нежелательной древесно-кустарниковой растительности применяют разные методы, которые можно объединить в три группы:

- немеханические (химические, физические и биологические),

- механические,

- комбинированные (химико-механические).

Нежелательная ДКР очень разнообразна, поэтому разнообразны и способы борьбы с каждым из её видов. Физические и биологические способы направлены на борьбу с сорными травами, а значит в этом отношении для автомобильных дорог они мало актуальны. Химическими и механическими способами можно бороться с сорными травостоями и с нежелательной ДКР, поэтому мы их проанализируем подробно.

2.1 Химический метод

Среди немеханических методов борьбы с ДКР на автомобильных дорогах значительное распространение получили химические средства - гербициды. Они применяются в кюветах и нижней части откосов. Здесь почва более влажная и плодородная, травостой густой, высокий, более устойчивый к скашиванию и применению гербицидов. Передозировка гербицидов в этих условиях менее опасна, чем на обочинах и откосах, где полная гибель травостоев будет сопровождаться эрозией почвы.

Гербициды рекомендуются для двух целей:

- для избирательного уничтожения нежелательной ДКР;

- для равномерного уничтожения травяного покрова, древесно-кустарниковой растительности. Это позволяет уменьшить его высоту, предотвратить накопление мертвого опада и снизить вероятность возникновения весенних пожаров. Обработки гербицидами проводят в конце июня - первой половине июля.

Наиболее современным гербицидом системного действия является глифосат (рисунок 1, 2).

Рисунок 1 - Трехмерная модель молекулы глифосата

Рисунок 2 - Структурная формула глифосата

Он применяется для борьбы с травянистой и древесно-кустарниковой растительностью. Глифосат не накапливается в воде и почве, пищевых цепях, поэтому он выигрышно отличается от других гербицидов. Внесение глифосата нужно осуществлять контактным способом, с помощью опрыскивателей. Это необходимо для того чтобы исключить снос гербицида ветром и попадание его на почву, культурные растения. По данным испытаний гербицида при уходе за культурами еловых было установлено, что на протяжении двух лет произошло полное усыхание 58% мягколиственных пород на обработанных участках при дозах 2…3 кг/га. При этом опрыскивание повреждало 47…48 % культур ели, а контактная обработка - лишь 15 % [5].

Арсенал - коммерческое название малоселективного системного гербицида широкого спектра действия из класса имидазолинонов (активные и высокоизбирательные гербициды), успешно применяющиеся в сельском и лесном хозяйствах. Препарат эффективен против травянистой и древесно-кустарниковой растительности на объектах промышленного назначения. Арсенал выпускают в виде 25%-го водорастворимого концентрата (рисунок 3). В зависимости от объекта и целей использования эффективные дозы расхода составляют от 0,25 до 1,0 кг/га или от 0,1 до 5,0 л/га по препарату. На однолетних сорняках токсическое действие Арсенала становится заметным через 2-4 дня, а на многолетних через 7-10 дней и более. Медленнее всего оно проявляется при опрыскивании Арсеналом ДКР, а также при его введении в зарубки на стволе. Проводить расценивание эффективности Арсенала нужно весной следующего года, если обработка произведена в конце лета - начале осени. Постепенное увядание, пожелтение, побурение листьев все это признаки действия Арсенала на обрабатываемую ДКР. Арсенал способен быстро проникать в те растения, которые покрыты слоем пыли и уничтожать их. По характеру биологического действия он является не только гербицидом, уничтожающим травянистые растения, но и арборицидом, эффективно уничтожающим древесные породы и кустарники.



Рисунок 3 - Гербицид Арсенал в виде 25%-го водорастворимого концентрата

Пустые тары из-под Арсенала обязательно должны сжигаться на специально отведенном участке. Запрещено использовать канистру из-под гербицида не по прямому назначению. Поверхности опрыскивающих установок промываются несколько раз чистой водой до полного удаления следов пены, если при использовании были загрязнены химическим препаратом.

Максимально доступный уровень (МДУ) в грибах составляет 4 мг/кг, в ягодах - 2,0 мг/кг.

Ориентировочно допустимый уровень (ОДУ) в водоемах составляет 0,1 мг/дм3.

Ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) в почве составляет 0,5 мг/кг.

Ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ) в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м3, в атмосферном воздухе - 0,05 мг/м3.

Для обработки Арсеналом полосы отвода от древесно-кустарниковых зарослей используют промышленные прицепные установки вентиляторного типа. К ним относятся ОПВ-2000-4, ОВС-2000, навесной опрыскиватель Promar и «Виктория». Установки обеспечивают подачу струи распыленной рабочей жидкости над кронами деревьев и кустарников. Машина навешивается сзади, на тяги навесной системы трактора. Все перечисленные прицепные установки вентиляторного типа работают тракторами мощностью от 25 л.с. Т-25, МТЗ (рисунок 4). С помощью тракторных опрыскивателей обрабатывают Арсеналом заросли отдельных куртин или узких полос растительности, отводы земель вдоль автомобильных дорог.

Рисунок 4 - Общий вид навесного опрыскивателя на базе трактора МТЗ

Опрыскиватели работают в режиме мелкокапельного распыления рабочей жидкости, обеспечивают перенос капель к обрабатываемому объекту воздушной струей от вентилятора. Ширина обрабатываемой полосы составляет до 40 м. Высота обрабатываемых зарослей до 2…2,5 м.

Принцип действия опрыскивателей заключается в делении жидкости на мельчайшие капли в потоке воздуха большой скорости, создаваемом вентилятором. Оператор, опрыскивая древесно-кустарниковую растительность движется по заранее намеченным параллельным ходовым линиям. Он направляет сопловое устройство в подветренную сторону, чтобы раствор гербицида выбрасывался вверх, над вершинами деревьев и кустарников.

Последовательность работы опрыскивателя: в бак заливают рабочий раствор и опрыскиватель выезжает на место производства работ. Подгибающая балка надвигается на древесно-кустарниковую растительность, нагибает ее. После этого на согнутые растения надвигается удерживающая балка и наезжает базовая машина (в качестве базовой машины используются серийные промышленные тракторы). Рабочий раствор из бака поступает в насос и через регуляторы расхода по трубопроводам - к распылителям. Первоначально раствор из распылителей попадает на верхнюю часть согнутой древесно-кустарниковой растительности, а затем в момент распрямления - на нижнюю часть, что увеличивает эффективность обработки.

При всех достоинствах химических средств в борьбе с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью: сокращение трудовых и энергозатрат. Им характерны значительные недостатки. Среди таких недостатков выделяют:

- изменение видового состава сорняков и появление устойчивости сорняков к гербицидам (наиболее быстро эта устойчивость возникает у размножающихся вегетативными органами сорных растений, особенно корнеотпрысковых);

- отрицательное воздействие на почвенные микроорганизмы и мезофауну (дождевые черви, многоножки, мокрицы, насекомые и их личинки);

- недостаток рыхления почвы и потребность использования средств механизации внесения химикатов.

Так как Архангельская область находится в водном бассейне рек Северная Двина, Вага, Мезень, Пинега и других рек, питающих множество других рек, ручьев и водоемов, а также Белого и других морей. Использование гербицидов не рекомендуется из экологических соображений, ввиду возможного засорения данных водоемов, рек и морей. Применение химического способа не разрешается возле населенных пунктов, водоемов, пастбищ и других объектов.

Только химический способ применим при высоте деревьев и кустарников 2-2,5 м. Более высокая древесно-кустарниковая растительность мало удобна для опрыскивания. После усыхания придает дороге неэстетический вид. Поэтому чаще применяется химический способ вместе с механическим, т.е. комбинированный способ.

2.2 Механический способ

Расчистка от деревьев и кустарников путем рубки является наиболее распространенным методом борьбы с нежелательной ДКР. Если удаление происходит только надземной части деревьев и кустарников это дает временный эффект, так как эти растения способны возобновлять свой рост порослью пней и корней. Также механический метод эффективно устраняет только хвойные деревья: сосну, ель, кедр, лиственницу, пихту, можжевельник. После рубки и срезания лиственных деревьев и кустарников появляется обильная пневая и корневая поросль. Это приводит к загущению зарослей и необходимости повторной, более трудоемкой рубки уже через 2-3 года.

По этой причине для полного устранения сорных растений после срезки стволов деревьев и кустарников в дополнение применяется удаление их пней и корней корчеванием.

В результате расчистки полосы отвода с помощью бульдозеров разрушается верхний плодородный слой почвы и формируются крупные раскорчеванные валы. По истечении времени они зарастают нежелательной ДКР, что препятствует естественному току грунтовых и поверхностных вод. Из-за изменения форм микрорельефа увеличивается водная и ветровая эрозия почв. В местах, где невозможно применение тракторных косилок (ограждения барьерного типа, знаки, сигнальные столбики, нижние части откоса, кюветы, полоса отвода), используют ручные косы, моторизованные косилки или гербициды.

Постоянное прокашивание обязательно на обочинах и в верхней части откоса, в пределах доступности выносного органа косилки. Оно выполняется косилками типа МЕ 700 на шасси «Унимог» (рисунок 5), косилками на базе спецмашин «Тройка-2000», УАШ-100, навесными цеповыми манипуляторными косилками-кусторезами HAWK (Бомфорд), косилкой роторной дорожной КРД 1-1/2,4У, сельскохозяйственными роторными косилками (КРН-2,1, КС-2,1, КСГ-2,1 и т.п.).

Рисунок 5 - Общий вид косилки типа МЕ 700 на шасси «Унимог»

В местах недоступных для применения тракторных косилок (ограждения барьерного типа, знаки, сигнальные столбики, нижние части откоса, кюветы, полоса отвода) применяются ручные косы, моторизованные косилки.

Наиболее передовой технологией борьбы с нежелательной ДКР является технология мульчирования [1]. Эта технология экономит время, трудозатраты, так как позволяет свести в одну технологическую операцию весь процесс удаления ДКР и заменяет некоторые процессы: рубка, складирование, вывозка, сжигание, утилизация порубочных остатков. Мульчер заменяет работу нескольких бригад вальщиков, исключает использование дорогостоящих химикатов, которые опасны для окружающей среды и здоровья людей. Именно это позволяет оптимизировать весь процесс.

Название «мульчер» образовано от английского слова «mulcher», что означает «лесной измельчитель». Как правило, это навесное или самоходное устройство. Рабочими органами у мульчера являются роторы. Они аналогичны по устройству как в навесном, так и в самоходном мульчере. Основное отличие самоходного мульчера от навесного состоит в том, что в самоходном мульчере энергетическая установка, т.е. первичный двигатель со вспомогательными системами, обеспечивающими работу двигателя, объединена в одной машине с рабочим оборудованием мульчера (рисунок 6, 7).

Рисунок 6 - Общий вид самоходного мульчера



Рисунок 7 - Рабочий орган самоходного мульчера

Навесной мульчер является оборудованием, приводимым в действие от внешнего источника энергии: механической (от вала отбора мощности) или гидравлической (от гидросистемы) базовой машины (рисунок 8).

мульчер древесный арборицид

Рисунок 8 - Общий вид измельчителя BMS 150 на базе экскаватора KOMATSU РС220-8 (мульчер)

Основным рабочим элементом мульчера является ротор с резцами. Он устанавливается в корпусе мульчера, представляющем собой пространственную конструкцию с открытой нижней частью. На боковых стенках корпуса устанавливаются части привода ротора, направляющие (лыжи), обеспечивающие скольжение мульчера по поверхности грунта. Когда мульчер применяется для измельчения растительности с заглублением в грунт, применяемые направляющие имеют малую ширину, чтобы обеспечивалось более простое заглубление корпуса мульчера. Форма роторов цилиндрическая, при этом в роторах с подвижными резцами, резцы размещаются в углублениях и крепятся на осях, а в роторах с неподвижными резцами, резцы крепятся в резцедержателях.

Применяя мульчерную технологию можно гарантировать полное удаление и утилизацию ДКР и порубочных остатков за один проход. Мульчер срезает деревья и кустарники, перемалывает в щепу, перемешивает её с верхним слоем почвы и оставляет их за собой.

Использование современных мульчерных технологий, оборудования гарантирует максимальный результат при расчистке полосы автомобильной дороги от древесно-кустарниковой растительности. Данный метод борьбы с нежелательной ДКР согласуется с Лесным кодексом РФ, где указано, что одним из разрешенных способов утилизации порубочных остатков является их измельчение с разбрасыванием щепы по поверхности почвы.

Суть мульчерной технологии заключается в конструкции навески - лесной фрезы. Она представляет собой ротор с зафиксированными на его внешней поверхности по всему диаметру твердосплавными резцами, количество которых при ширине ротора 2 метра может достигать пятидесяти штук. Чем мельче дробится древесный материал, тем больше плотность резцов на роторе. Это очень важно для последующей работы на очищенной от деревьев и кустарников почве техники. При этом ротор располагается в специальном кожухе с открывающейся и закрывающейся по команде оператора крышкой.

Удаление нежелательной ДКР происходит при движении мульчера вперед, а также назад. Диаметр срезаемых деревьев равен 60 см при использовании самых мощных мульчеров. На навеске установлена специальная рама давления - толкатель. Она облегчает срезание ДКР за счет прижатия ее к земле. Также рама помогает задать нужное направление падения дереву или кустарнику. Оператор регулирует высоту подъема подвески и ее заглубление в почву. Лесные фрезы в зависимости от модификации могут заглубляться в почву от 5 до 15 см. Мульча, оставшаяся после работы фрезы, смешиваясь с почвой, улучшает ее структуру.

В ходе работы установлено, что производительность мульчера зависит от засоренности полосы отвода металлическими предметами. Наличие металлического лома на земельных участках полосы отвода является одной из особенностей мест производства работы мульчерной самоходной техники. От попадания в рабочую зону металлического лома выходят из строя не только зубья фрезы, но даже их держатели (рисунок 9), что неукоснительно должно учитываться при формировании их неснижаемого запаса, а также организации работы на землях железнодорожного транспорта в целом.

Рисунок 9 - Деформирование зубодержателя от попадания в рабочую зону металлического предмета

2.3 Комбинированный способ

Исходя из видового состава и высоты нежелательной ДКР, рекомендуются технологические схемы ее удаления сочетанием механического способа с применением препаратов на основе глифосата (таблица 1).

Таблица 1 - Технологические схемы уничтожения ДКР

Технологические операции	Область применения
Технологическая схема № 1
Первый год Сплошное опрыскивание зарослей препаратами на основе глифосата с оставлением усохшей поросли на естественное разложение	Участки, заросшие лиственными породами высотой до 2 м, сомкнутостью до 0,5
Технологическая схема № 21
Первый год Сплошное опрыскивание зарослей препаратами на основе глифосата Второй год Вырубка сохранившегося подроста хвойных пород, уборка усохших зарослей лиственных пород. Выборочное опрыскивание пропущенных участков и единичных деревьев и кустарников, сохранивших жизнеспособность	Участки, заросшие лиственными породами высотой до 2,5 м с примесью хвойных <30 %, сомкнутостью >0,5
Технологическая схема № 3
Первый год Вырубка или срезание деревьев хвойных и лиственных пород ранцевыми или тракторными кусторезами Второй год Опрыскивание отросшей поросли препаратами на основе глифосата	Участки, заросшие лиственными породами высотой до 2-2,5 м с примесью хвойных >20 %
Технологическая схема № 4
Первый год Вырубка или срезание деревьев хвойных и лиственных пород ранцевыми или тракторными кусторезами Обработка препаратами на основе глифосата свежих пней лиственных деревьев диаметром более 5 см Второй год Опрыскивание препаратами на основе глифосата отросшей поросли при достижении высоты 1-1,5 м	Разновозрастные заросли лиственных и хвойных пород высотой более 2,5 м
Технологическая схема № 5
Первый год Спиливание крупных деревьев. Обработка свежих пней препаратами на основе глифосата. Срезание более мелких деревцев ранцевыми кусторезами Второй год Опрыскивание препаратами на основе глифосата отросшей поросли при достижении высоты 1-1,5 м	Участки зарослей с наличием отдельных крупных деревьев

Технологические схемы могут корректироваться в зависимости от конкретных природно-климатических условий произрастания деревьев и кустарников [7].

Восприимчивость к гербицидам различных видов растений неодинакова. Лиственные породы более чувствительны к производным глифосата, чем хвойные (кроме лиственницы). Твердолиственные (дуб, клен, вяз) устойчивее мягколиственных (осина, береза, ольха). Береза чувствительнее ольхи и осины.

В полосе отвода автомобильных дорог, пересекающих хвойные леса, наряду с высокостебельными растениями ограничивают виды трав, образующих хорошо горящий мертвый опад, медленно разлагающийся и сильно увеличивающий пожарную опасность для прилегающих к дороге хвойных лесов в весенний период.

Действующим веществом при химико-механическом способе является гербицид Арсенал - коммерческое название малоселективного (выборочного) системного гербицида широкого спектра действия. В состав гербицида входит имазапир, цвет порошка от белого до рыжевато-коричневого с легким запахом уксусной кислоты. Имазапир малотоксичен для теплокровных животных, птиц, рыб, пчел.

Зрительно гербицидное действие препарата проявляется в виде пожелтевших, побелевших листьев, появлении на них крапинок, желтых краешков, мумификации (твёрдая гниль) и образования участков отмершей ткани (рисунок 9).



Рисунок 10 - Вид ДКР после обработки гербицидным препаратом

Растения поглощают препарат листьями и корневой системой, с быстрым распространением по основным водопроводящим тканям (ксилема, флоэма) в образовательные ткани, где он накапливается. Признаки действия Арсенала - увядание, пожелтение, побурение листьев. Арсенал способен быстро проникать в те растения, которые покрыты слоем пыли и масляными веществами (что является обычным для полосы отвода автомобильных дорог), и искоренять их. По характеру биологического действия Арсенал является не только гербицидом, подавляющим травянистые растения, но и арборицидом, уничтожающим древесно-кустарниковую растительность.

Преимущества использования гербицида широкого спектра Арсенал:

- экологическая безопасность при строгом соблюдении рекомендуемых технологий и регламентов его применения;

- эффективное уничтожение древесно-кустарниковой и травянистой растительности;

- древесно-кустарниковая растительность уничтожается полностью, т.к. отрастания поросли от угнетенной корневой системы не происходит;

- низкая фугитивность рабочего раствора препарата и отсутствие неприятного запаха в момент применения.

Дозы арсенала выбирают с учетом видового состава и высоты деревьев и кустарников (таблица 2).

Арборициды (от лат. arbor - дерево и caedo - убиваю) - химические препараты для уничтожения нежелательной древесно-кустарниковой растительности, также относятся к гербицидам.

Таблица 2 - Усредненные дозы арборицидов, рекомендуемые для уничтожения нежелательной ДКР

Деревья и кустарники	Рекомендуемые дозы арборицидов, л/га
	Заросли высотой до 1 м	Заросли высотой 1,5-2 м	Заросли густые или высотой более 2 м
	глифосат	Арсенал	глифосат	Арсенал	глифосат	Арсенал
Береза повислая и пушистая, шиповник, дуб, ежевика	4	3	6	3	7	3
Осина, ольха, рябина, крушина, малина, бузина	5	4	6	4	7	4
Ивы (различные виды)	7	5	7	5	8	5

Указанные в таблице дозы арборицидов корректируют в зависимости от природных особенностей агроклиматических районов, возраста ДКР, сроков обработки и условий произрастания. Устойчивость ДКР к гербицидам повышается с увеличением возраста деревьев, в периоды до начала или после окончания активного роста растений или понижается в связи с переувлажнением почвы, например, во влажной климатической зоне и недостатком влаги в засушливой зоне. Если в составе зарослей имеются виды деревьев и кустарников, в разной степени чувствительные к препаратам, в количестве более 10-20 %, дозу устанавливают по наиболее устойчивым из них.

При опрыскивании воздействию арборицидов подвергается не менее половины листьев в кронах ДКР.

Нормы расхода рабочего раствора:

- тракторные и автомобильные опрыскиватели - 100…300 л/га;

- ранцевые моторные опрыскиватели - 80…100 л/га;

- ранцевые ручные опрыскиватели - 200…500 л/га.

Сроки обработки арсенала - с мая по сентябрь.

Сразу после рубки в летний период для предотвращения пневой поросли места среза лиственных деревьев смазывают водными (1:4) раствором Арсенала.

Для приготовления рабочих растворов гербицидов и арборицидов нужно использовать только чистую воду. Также можно применять техническую воду, не содержащую механических примесей и взвешенных веществ, чтобы не происходило засорение форсунок в опрыскивателях. Забор воды из природных водоемов производится через фильтры. По химическому составу и уровню водородного показателя требования не предъявляются.

Для приготовления рабочей жидкости бак опрыскивателя или емкость, из которой будет заливаться рабочий раствор в опрыскиватель, наполняют наполовину через фильтр водой. После этого добавляют необходимое количество гербицида. Затем перемешивают и доливают воду до необходимого объема. Во время смешивания препаратов с водой возможно вспенивание. Не рекомендуется применять механические смесители, чтобы предотвратить вспенивание. Если есть необходимость в раствор добавляют антивспениватели. Запрещено немеханизированное приготовление рабочей жидкости. Для обеспечения безопасности работ при приготовлении рабочих жидкостей рекомендуется использовать агрегат АПР «Темп». Рабочий раствор готовится вручную в небольших емкостях, удобных для переливания раствора в заправочные баки опрыскивателей, если обработка проводится с помощью ранцевых бензомоторных опрыскивателей.

Для приготовления рабочего раствора гербицидов запрещено использовать оцинкованные емкости. Арсенал совместим практически со всеми пластиками, включая нейлон, полиуретан, полистирол, полиэтилен и др. Поэтому рекомендуется рабочий раствор готовить в пластиковых емкостях, алюминиевых или из нержавеющей стали.

Объекты не сельскохозяйственного назначения интенсивно зарастают древесно-кустарниковой и травянистой растительностью. Перечень травянистых растений нежелательных для полосы отвода автомобильных дорог представлен в таблице 3.

Таблица 3 - Перечень травянистых растений нежелательных для полосы отвода автомобильных дорог

Русское название	Латинское название	Семейство
Многолетние	двудольные растения
Бедренец-камнеломка	Pimpinella saxifrage L.	Сельдерейные
Бодяк полевой	Cirsium arvense (L.) Scop.	Астровые
Борщевик сибирский	Heracleum sibiricum L.	Сельдерейные
Будра плющевидная	Glechoma hederacea L.	Яснотковые
Василек луговой	Centaurea jacea L.	Астровые
Вероника дубравная	Veronica chamaedrys L.	Норичниковые
Вьюнок полевой	Convolvulus arvensis L.	Вьюнковые
Горлюка ястребинковая	Picris hieracioides L.	Астровые
Горошек мышиный	Vicia cracca L.	Бобовые
Дудник лесной	Angelica sylvestris L.	Сельдерейные
Зверобой продырявленный	Hypericum perforatum L.	Зверобойные
Золотарник обыкновенный	Solidago virgaurea L.	Астровые
Клевер луговой	Trifolium pretense L.	Бобовые
Клевер ползучий	Trifolium repens L.	Бобовые
Крапива двудомная	Urtica dioica L.	Крапивные
Кульбаба осенняя	Leontodon autumnalis L.	Астровые
Купырь лесной	Anthriscus sylvestris (L.)	Сельдерейные
Льнянка обыкновенная	Linaria vulgaris Mill.	Норичниковые
Лютик ползучий	Ranunculus repens L.	Лютиковые
Лядвенец рогатый	Lotus corniculatus L.	Бобовые
Мать-и-мачеха обыкновенная	Tussilago farfara L.	Астровые
Одуванчик лекарственный	Taraxacum officinale Wigg.	Астровые
Осот полевой (желтый)	Sonchus arvensis L.	Астровые
Пижма обыкновенная	Tanacetum vulgare L.	Астровые
Подмаренник мягкий	Galium mollugo L.	Мареновые
Подорожник большой	Plantago major L.	Подорожниковые
Полынь обыкновенная	Artemisia vulgaris L.	Астровые

Перечень древесно-кустарниковой растительности нежелательной для полосы отвода автомобильных дорог представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Перечень ДКР нежелательной для полосы отвода автомобильных дорог

Русское название	Латинское название	Семейство
Береза повислая (бородавчатая)	Betula pendula Roth	Березовые
Береза пушистая	Betula pubescens Ehrh	Березовые
Ель европейская (обыкновенная)	Picea abies (L.) Karst.	Сосновые
Ива козья (Бредина)	Salix caprea L.	Ивовые
Ива белая (ветла)	S. alba L.	Ивовые
Ива пятитычинковая (Чернотал)	S. pentandra L.	Ивовые
Ива трехтычинковая (Белотал)	S. triandra L.	Ивовые
Крушина ломкая	Frangula alnus Mill.	Крушиновые
Лещина обыкновенная (орешник)	Corylus avellana L.	Лещиновые
Малина обыкновенная	Rubus idaeus L.	Розоцветные
Рябина обыкновенная	Sorbus aucuparia L.	Розоцветные
Сосна обыкновенная	Pinus sylvestris L.	Сосновые

3. Климатическая характеристика района произрастания ДКР. Требования к содержанию полосы отвода

Географическое расположение, климат, рельеф и грунтово-геологические условия оказывают большое влияние на состояние и развитие транспортной сети, ремонт, содержание и строительство новых дорог промышленного транспорта, на выбор рациональных методов и технологий борьбы с нежелательной ДКР.

Климатическая характеристика района расположения сети дорог выполнена на основе данных, полученных в результате климатологической обработки материалов наблюдений, проводимых на метеорологических станциях с длительными и однородными рядами наблюдений и отображенных в «Научно-прикладном справочнике по климату СССР», серия 3, выпуск 1, 1989 г.[3].

Согласно Своду правил СП 131.13330.2012 "Строительная климатология" Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*, территория области относится к I дорожно-климатической зоне (рисунок 10), а по влиянию климата на состояние поверхности дороги и условиям движения данные территории относятся к подзоне IIВ, характеризуемой тем, что ее протяженный по времени зимний период дополняется значительным по длительности переходным периодом.



Рисунок 11 - Архангельская область в дорожно-климатическом районировании РФ

относят период, характеризующийся устойчивой среднесуточной температурой воздуха ниже 0С. Переходные периоды - это периоды с неустойчивой погодой, при которой наблюдаются осадки всех видов (твердые, жидкие и смешанные). Весенним считается период со среднесуточной температурой воздуха от 00С до +150С. В целом этот период характеризуется резкими переходами от потепления к похолоданиям. считать период, характеризующийся понижением температуры от +15С до 0С. Общее количество осадков осенью меньше, чем летом, но продолжительность их выпадения значительно больше. Летний период ограничен датами перехода средней суточной температуры через +15С.

Весенний период начинается в Архангельской области мая и продолжается до второй декады июня. Средняя температура воздуха в мае +6,0С, в июне +12,8С. Осадки выпадают в виде моросящих дождей, иногда идет мокрый снег.

Летний период начинается в Архангельской области со второй декады июня и продолжается до третьей декады августа. Температура воздуха в среднем +12,8… +15,8С, в июле нередки жаркие дни с температурой +20…+25С. В месяц от 3 до 7 дней с грозами, наибольшее количество гроз приходится на июль.

Осенний период начинается в Архангельской области с третьей декады августа и продолжается до второй декады октября. Температура воздуха в +7,9С, в октябре +1,5С.

Осень умеренно тёплая. Начиная с третьей декады сентября, наблюдаются регулярные заморозки. Осадки выпадают в виде моросящих дождей.

По территориальному делению Архангельская область относится ко второй дорожно-климатической зоне (включает географическую зону лесов с избыточным увлажнением грунтов, согласно СНиП 2.05.02-85* Автомобильные дороги, 1987 г.). Однако, по комплексу природных и климатических условий, она в значительной степени отличается от центральных районов этой зоны. По показателю Архангельская область входит в зону избыточного увлажнения. Годовые суммы осадков превышают возможное испарение более чем на 100 мм. По характеру и степени увлажнения большая часть области относится к третьему типу местности с высоким уровнем грунтовых вод. Близкие грунтовые воды являются основным источником увлажнения грунтов земляного полотна. Сочетание суровых погодно-климатических условий с преимущественно равнинным рельефом местности, пучинистыми грунтами и высоким уровнем грунтовых вод способствует влагонакоплению в земляном полотне, глубокому сезонному промерзанию (более 3 м).

Сводные данные, отражающие климатические характеристики зимнего и весенне-летне-осеннего периодов, приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Климатические характеристики зимнего и весенне-летне-осеннего периодов территорий

Климатологические характеристики	Архангельская
Абсолютный минимум температуры воздуха, °С
Абсолютный максимум температуры воздуха, єС	34
Среднемесячная температура января, єС	-12,9
Среднемесячная температура июля, єС	15,6
Начало и конец среднесуточной плюсовой температуры, мес.-мес.	V-X
Средняя продолжительность безморозного периода, сут.	86
Средняя скорость ветра по месяцам, м/с: - декабрь; - январь; - февраль; - март	3,8 3,7 3,7 3,6
Преобладающее направление ветра за период: - декабрь-февраль месяцы; - июнь-август месяцы	Ю, ЮЗ
Средняя влажность воздуха по месяцам, %: - декабрь; - январь; - февраль; - март	87 86 85 81
Количество жидких осадков за год, мм, в том числе: - за ноябрь-март месяцы; - за апрель-октябрь	313 6 307
Количество твердых осадков за год, мм, в том числе: - за ноябрь-март месяцы; - за апрель-октябрь	189 150 39
Количество смешанных осадков за год, мм, в том числе: - за ноябрь-март месяцы; - за апрель-октябрь	88 31 57
Средняя дата образования устойчивого снежного покрова	11.11
Средняя дата разрушения устойчивого снежного покрова	21.04
Высота снежного покрова за зиму, см: - средняя; - максимальная; - минимальная	64 84 51
Среднее число дней со снежным покровом	175
Среднее число дней с туманами за год, в том числе: - за октябрь-март месяцы; - за апрель-сентябрь месяцы	31 19 12
Средняя продолжительность тумана в день с туманом, час: - в октябре-марте месяцах; - в апреле-сентябре месяцах	4,5 4,1
Среднее число дней с метелями за год	26
Средняя продолжительность метели в день с метелью, час.	5,3
Среднее число дней с обледенением (по визуальным наблюдениям)	54
Среднее число дней с обледенением (при использовании для наблюдения гололедного станка)	90

Архангельская область занимает центральное положение на Европейском Севере. Ее территория составляет 587,4 тысячи квадратных километров (3,4% территории России), население 1 155 028 человек (данные на 2018 год). Областной центр - г. Архангельск.

На западе Архангельская область граничит с Карелией, на востоке с Республикой Коми, на юге с Вологодской и Кировской областями. Белым, Баренцевым, Печорским и Карским морями, относящимися к бассейну Северного Ледовитого океана (рисунок 11).

Рисунок 12 - Архангельская область и Ненецкий автономный округ на карте

Территория области представляет собой обширную равнину со слабо выраженным уклоном к Белому и Баренцеву морям, где равнинность местами нарушается конечно-моренными всхолмлениями, образовавшимися в результате деятельности древнего ледника.

Леса занимают территорию около 230 тыс. м2. В составе лесного фонда преобладают хвойные породы: ель - 55,7%, сосна - 26,6%, лиственные породы: береза - 16,3%, осина -1,1%.

Часто встречающаяся порода лесов это ель сибирская, затем сосна обыкновенная. Пихта сибирская образует малую примесь к еловым лесам в юго-восточной части области, а лиственница Сукачёва (подвид лиственницы сибирской) распространена как примесь к сосне, ели в восточной и центральной частях области, иногда встречается в западной. Вторичные леса - это берёза бородавчатая, берёза пушистая, осина. Реже встречается ольха серая, ольха чёрная. В южной части области (подзона средней тайги), иногда можно встретить липу мелколистную, вяз гладкий, вяз шершавый, а на юго-западе клён остролистный.

На северо-западе области сохранились моренные нагромождения с множеством замкнутых впадин, занятых озёрами, сливающимися в целые цепи (Летние горы Онежского полуострова и др.). На юге выделяется Коношско-Няндомская возвышенность высотой до 250 м. На востоке в пределы области входят Северный и Средний Тиман - из ряда параллельных гряд с платообразными вершинами высотой до 400-450 м. На западе вдоль Онежского залива протягивается кряж Ветреный Пояс.

На плоских водораздельных плато на западе области, где ближе всего к поверхности подходят палеозойские известняки и мергеля, широко распространены карстовые явления. Низины обычно толщами морских, озерно-ледниковых и аллювиальных наносов. Весьма сильна эрозия (ежегодно в бассейне Северной Двины смывается до 660 кг почвы с 1 га), морской или озерный прибой, карстовые процессы, образование болот, аккумулирующая деятельность на озерах и реках.

4. Технико-экономические расчеты технологий борьбы с нежелательной ДКР

Существует много различных методов борьбы с ДКР, наиболее значимые из которых проанализированы в главе 1.

Рассмотрим 6 методов борьбы с древесно-кустарниковой растительностью:

- удаление травянистой растительности;

- удаление древесно-кустарниковой растительности (без корчевки пней);

- удаление древесно-кустарниковой растительности (с корчевки пней);

- удаление древесно-кустарниковой растительности с переработкой ее в щепу;

- удаление древесно-кустарниковой растительности комбинированным способом;

- удаление древесно-кустарниковой растительности методом мульчирования.

При проведении технико-экономических расчетов мы использовали программу ПК «Гранд-смета». Работу с данным программным продуктом мы освоили в процессе обучения по магистерской программе.

Стоимости затрат на материалы, эксплуатацию машин, зарплату рабочих и механизаторов, погрузку и транспортировку материалов определяли по сборнику «Архстройцена», разработанному ООО «Архангельский региональный центр по ценообразованию в строительстве», в текущих ценах на 1 квартал 2018 г.

При составлении локальных ресурсных сметных расчетов применяли ресурсный метод определения стоимости работ (как более точный), используя следующие государственные элементные сметные нормы на строительные работы:

- ГЭСНс 81-06-01-2001 «Государственные элементные сметные нормы на работы по содержанию автомобильных дорог общего пользования и искусственных сооружений на них»;

- ГЭСН 81-02-01-2001 Часть 1 «Земляные работы»;

- ГЭСН 81-02-47-2001 Часть 47 «Озеленение, защитные лесонасаждения».

Государственные элементные сметные нормы на строительные работы содержат следующие нормативные показатели: затраты труда рабочих в чел.-ч., средний разряд работы (звена рабочих), затраты труда машинистов, в чел.-ч., состав и продолжительность эксплуатации строительных машин, механизмов, приспособлений, механизированного инструмента в маш.-ч., перечень материалов, изделий, конструкций, используемых в процессе производства работ, и их расход в физических единицах измерения.

Для определения объемов работ по удалению древесно-кустарниковой и травянистой растительности приняли протяженность участка дороги 1 км (1000 м), т.е. сравнивали варианты по приведенным показателям.

Расчетная продолжительность содержания рассматриваемого участка дороги по приведению полосы отвода в нормативное состояние составляет 5 лет.

Рассматриваемый участок дороги относится к III технической категории. Согласно СП 34.13330.2012. Свод правил. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85* основные параметры элементов для участка дороги данной категории указаны в таблице 6.

Таблица 6 - Параметры дороги III технической категории

Параметры элементов дорог	Значение
Число полос движения	2
Ширина полосы движения, м	3,5
Ширина проезжей части, м	7
Ширина обочин, м	2,5
Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины, м	0,5
Наименьшая ширина разделительной полосы между разными направлениями движения, м	-
Наименьшая ширина укрепленной полосы на разделительной полосе, м	-
Ширина земляного полотна, м	12

Ширина полосы отвода для III технической категории составляет по 25 м от кромки проезжей части.

Площадь полосы отвода (с двух сторон дороги) рассчитали по формуле

(1)

где L - длина рассматриваемого участка дороги, м,

B - ширина полосы отвода (с одной стороны), м,

Исключим из площади полосы отвода площадь укрепленной обочины:

4.1 Расчет объемов работ по технологии удаления травянистой растительности

В качестве ведущей машины по скашиванию травы приняли косилку на базе трактора на пневмоколесном ходу мощностью 80 л.с. Скашивание травы вручную в канавах, на откосах, у оголовков водопропускных труб, на обочинах и разделительной полосе осуществляется с помощью триммера (рисунок 10).



Рисунок 13 - Скашивание травы вручную в полосе отвода автомобильных дорог

Периодичность выполнения работ при расчетной продолжительности содержания - 2 раза в год.

Объемы работ по данному методу представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Объемы работ по удалению травянистой растительности

№ пп	Наименование работ	Ед. изм.	Объем работ	Формула подсчета
1	Скашивание травы косилкой на базе трактора на пневмоколесном ходу: 80 л.с., ширина окашивания до 2 м	1 км	20	1мЧ2стороны 2разаЧ5лет
2	Скашивание травы вручную: в канавах, на откосах, у оголовков водопропускных труб	100 мІ	1000	(5мЧ2стороныЧ2раза 1000мЧ5лет)/100мІ
3	Скашивание травы вручную: на обочинах и разделительной полосе	100 мІ	2000	(10м*2стороны*2раза 1000м*5лет)/100мІ
4	Скашивание травы и срезка кустарника с диаметром стеблей менее 35 мм с одновременным измельчением срезанного материала косилкой на базе трактора на пневмоколесном ходу 80 л.с. (Прим. - Ширина прохода - 2 м)	1 км	90	9м*2стороны 2раза*5лет/2м

Локальный сметный расчет №1 представлен в Приложении А.

Затраты на удаление травянистой растительности 2 раза в год на протяжении 5 лет составляют 618 945,29 руб. с НДС.

4.2 Расчет объемов работ по технологии удаления древесно-кустарниковой растительности с транспортировкой на свалку (без корчевки пней)

В качестве ведущей машины по удалению древесно-кустарниковой растительности (без корчевки пней) приняли кусторез на базе трактора 108 л.с.

Выход древесины с 1 га для тонкомерного подлеска густого составляет 60 м3.

Выход древесины с 1 га для леса очень мелкого редкого составляет 50 м3. Объемный вес древесины: 0,8 т/м3.

Периодичность выполнения работ при расчетной продолжительности содержания - 1 раз в 2 года. Объемы работ представлены в таблице 6.

Таблица 8 - Объемы работ по удалению древесно-кустарниковой растительности с транспортировкой на свалку (без корчевки пней)

№ пп	Наименование	Ед. изм.	Объем работ	Формула подсчета
1	Срезка кустарника и подлеска: кусторезом на тракторе 108 л.с. (70% от общего объема)	1 га	2,1	1,2гаЧ5лет/2разаЧ70%
2	Вырубка кустарника и подлеска вручную (30% от общего объема)	1 га	0,9	1,2гаЧ5лет/2раза*30%
3	Мусор строительный с погрузкой вручную (Прим. - погрузка порубочных остатков вручную)	руб. за 1 т	43,2	60мі*0,8т/мі*(2,1га+0,9га)*30%
4	Лес пиленый, погонаж плотничный, шпалы (Прим. - погрузка порубочных остатков механизированным путем)	руб. за 1 т	100,8	60мі*0,8т/мі*(2,1га+0,9га)*70%
5	Перевозка грузов автомобилями-самосвалами (работающими вне карьеров) грузоподъемностью 10 т (код 400052). Расстояние: 20 км. (Класс груза: 1)	руб. за 1 т	144	43,2т+100,8т
6	Сжигание с перетряхиванием валов из кустарников, мелколесья и корней корчевателями-собирателями на тракторе мощностью: 79 кВт (108 л.с.), кустарник и мелколесье густые	га	1,2	4,9га-3,7га
7	Устройство разделочных площадок, диаметр стволов: до 20 см	100 деревьев	21,09	(570шт.*3,7га) / 100
8	Валка деревьев мягких пород с корня, диаметр стволов: до 20 см	100 шт	21,09
9	Трелевка древесины на расстояние до 300 м тракторами мощностью: 79 кВт (108 л.с.), диаметр стволов до 20 см	100 шт	21,09
10	Разделка древесины мягких пород, полученной от валки леса, диаметр стволов: до 20 см	100 деревьев	21,09
16	Мусор строительный с погрузкой вручную (Прим. - Погрузка порубочных остатков вручную)	руб. за 1 т	29,6	50мі*3,7га*0,8т/мі*20%
17	Перевозка грузов автомобилями-самосвалами (работающими вне карьеров) грузоподъемностью 10 т (код 400052). Расстояние: 20 км. (Класс груза: 1)	руб. за 1 т	148	50мі*3,7га*0,8т/мі

Затраты на удаление древесно-кустарниковой растительности с транспортировкой на свалку (без корчевки пней) 1 раз в 2 года на протяжении 5 лет составляют 901 755,66 руб. с НДС.

4.3 Расчет объемов работ по технологии удаления древесно-кустарниковой растительности с дроблением в щепу (без корчевки пней)

В качестве ведущей машины по удалению древесно-кустарниковой растительности (без корчевки пней) приняли кусторез на базе трактора 108 л.с, установки навесные для дробления растительности в щепу (ри...