[04-2024] Создание защитных лесонасаждений на новых участках железных дорог
 

Создание защитных лесонасаждений на новых участках железных дорог

ГАРИФЬЯНОВ Ф.М., ООО „Защитные сооружения «Дорпроект»”, главный инженер
На строящихся и вводимых в эксплуатацию участках железных дорог в метелевых районах необходима организация защитных устройств от снежных заносов. Согласно СП 119.13330.2017 «Железные дороги колеи 1520 мм» (пункт 7.7) [1] при объеме снегопри-носа более 100 м3/м защиту дороги от снега должны обеспечивать лесонасаждения, которые предупреждают заносы пути метелевым снегом, задерживая и аккумулируя его внутри и около себя.
При проектировании снегозадерживающих лесонасаждений предполагается, что каждое из них выполняет и другие защитные функции, становясь универсальной конструкцией. Функции, которые могут выполнять лесные насаждения, разнообразны.
Одна из них — ветрозащита. Кроны деревьев прикрывают воздушные линии электропередачи и автоблокировки, линии связи, контактную сеть и движущиеся поезда от вредного воздействия ветров, снижая в последнем случае тяговые усилия локомотивов.


Еще одна функция — оградительная, не позволяющая скоту выйти на путь и обеспечивающая таким образом безопасность движения поездов. Для этого насаждения должны состоять из колючих кустарников и деревьев, таких как лох узколистный (Elaeagnus angustifolia), боярышник (Crataegus), шиповник (Rosales), яблоня сибирская (Malus baccata), груша уссурийская (Pyrus ussuriensis), жимолость татарская (Lomcera tatarica), глядичия обыкновенная (Gleditsia triacanthos). Причем на всей их протяженности не должно быть просветов, проходимых для скота. [2].
Насаждения также выполняют почвоукрепительную функцию, препятствуя оползневым и эрозионным процессам, угрожающим устойчивости земляного полотна, работая в комплексе с инженерными сооружениями или в качестве самостоятельного средства.
Озеленительная функция защитных насаждений сказывается на эстетическом виде полосы отвода.
Немаловажную роль играют посадки в улучшении условий проживания людей в прилегающих к участку железной дороги муниципальных образованиях, снижая шум и пылеобразование от подвижного состава и оздоравливая рабочие места на инфраструктуре ОАО «РЖД».
Конструкция и параметры защитных лесонасаждений. Лесонасаждения на железнодорожном транспорте можно приравнять к инженерным сооружениям, поэтому ширину лесополос, их систему и конструкцию, а также параметры отдельных элементов выбирают и рассчитывают на экономически целесообразный срок службы и определенную, необходимую для данных условий эффективность и степень защитного действия.
В районах с выраженной метелевой деятельностью ветров при проектировании снегозадерживающих лесонасаждений необходимо предусматривать, чтобы они были благоприятно устроены для отложения ме-телевого снега внутри них. Для этого необходимо, чтобы они были более ветропроницаемыми со стороны поля и менее ветропроницаемыми (плотными) со стороны пути.
Лесонасаждения должны обеспечивать задержание расчетного годового объема снегоприноса с вероятностью превышения (пункт 7.4 СП 119.13330.2017):

• 1:10 (10 %) — на орошаемых или осушенных землях, пашне, земельных участках, занятых многолетними плодовыми насаждениями и виноградниками;
• 1:15 (7 %) — на остальных землях.

Защиту следует предусматривать вдоль всех подверженных снежным заносам участков, отдельно для каждой стороны пути с учетом рельефа местности.

К снегозаносимым участкам относятся: станционные территории; выемки; нулевые места; низкие насыпи, высота которых над уровнем расчетной толщины снежного покрова менее 0,7 м на однопутных и 1,0 м на двухпутных участках; водопропускные трубы и малые мосты; открытые площадки тяговых и электрических подстанций.
Расчет параметров защитных лесонасаждений по ширине, протяженности, количеству лесных полос и их расположению выполняют по методике, изложенной в Указаниях по изысканию и проектированию защитных лесонасаждений вдоль линии железных дорог СССР [3]. Согласно этому документу ширина вновь создаваемых защитных лесонасаждений в районах с выраженной метелевой деятельностью ветров определяется исходя из расчетного годового объема метелевого снега, приносимого на один метр пути, и установленной применительно к почвенно-климатическим зонам расчетной высоты отложения снега внутри насаждения:
В = S/h, (1)
где В — ширина защитных лесонасаждений, м; S — площадь поперечного сечения размера снегопри-носа, численно равная расчетному годовому объему приносимого к пути снега принятой вероятности превышения, м2; h — расчетная высота отложения снега внутри насаждения, м.
Расчетное годовое количество приносимого метелями снега определяется для каждого ограждаемого участка (с учетом дирекционного угла направления железнодорожной линии) и стороны пути в отдельности.
Расчетная высота снежных отложений внутри насаждения в верхнем своем пределе ограничивается максимально допустимой высотой снегоотложения (3 м), при которой не происходит сплошного излома деревьев и кустарников под воздействием снежных масс. Вместе с тем, при ее определении необходимо учитывать быстроту роста древесных пород и максимально возможную высоту растений в конкретных условиях местопроизрастания к моменту сдачи лесонасаждения в эксплуатацию.

Для основных видов почв расчетная высота снегоотложения устанавливается в следующих размерах:
на серых лесных почвах и черноземах всех видов (кроме солонцеватых) — 3 м;
на солонцеватых черноземах, подзолистых и темно-каштановых почвах — 2,5 м;
на каштановых, светло-каштановых, бурых и сильно смытых почвах всех типов, а также почвах солонцового комплекса — 2 м.

Для перехвата метелевого снега, приносимого ветрами косых (по отношению к пути) направлений, необходимо предусматривать удлинение полосы лесонасаждений за пределы снегозаносимых участков.
При главном направлении переноса снега под углом, близким или равным прямому (75—90°) по отношению к пути, протяженность защитных лесонасаждений определяется по формуле
L = b + 2а, (2)
где b — протяженность снегозаносимого участка пути, м; а — величина удлинения защитного лесонасаждения за пределы ограждаемого участка пути, равная 50 м.
Расчет величины удлинения защитного лесонасаждения при главном направлении переноса снега по отношению к пути под более острым углом (менее 75°) производится согласно приложения 16 Указании по изысканию и проектированию защитных лесонасаждений вдоль линии железных дорог СССР [3].
Для перехвата метелевого снега, приносимого ветрами косых направлений, оптимальным вариантом является расположение защитных насаждений перпендикулярно преобладающим метелевым ветрам (косо относительно пути).
На рис. 1 представлен фрагмент летнего космического снимка участка пути на 198 км железнодорожной линии Артышта II—Каменный Ключ (особо грузонапряженная линия 1-го класса Западно-Сибирской дороги, где перевозятся различные грузы, в том числе в танк-контейнерах - смотреть здесь). Защитные лесные полосы (1979 г. создания) со стороны пути расположены перпендикулярно преобладающим ветрам и косо относительно железнодорожного пути.
Подобное расположение защитных лесополос позволяет полностью осадить приносимый с поля снег (рис. 2).
Согласно пункту 2.14 Распоряжения ОАО «РЖД» от 22.03.2019 № 539/р [4] защитные лесонасаждения должны размещаться в полосе отвода на расстоянии, не ближе 20 м от крайнего рельса. При этом в соответствии с приложением 4 Распоряжения ОАО «РЖД» от 29.12.2011 № 2821р [5] необходимо учитывать ширину охранной зоны действующей линии электропередач размером 10 м.
Количество лесных полос в защитном насаждении устанавливается в зависимости от величины снего-приноса в конкретной местности. Однополосные лесонасаждения шириной до 35 м проектируются в районах со сравнительно благоприятными лесорастительными условиями (до северной границы зоны южных черноземов). Южнее указанной границы однополосные насаждения предусматриваются шириной до 25 м. При потребности создания защиты общей шириной, более указанных выше значений, планируется многополосная система.
При подборе ассортимента древесных и кустарниковых пород для снегозащитных лесных насаждений используют рекомендации, изложенные в Приложении 19 «Указаний по изысканию и проектированию защитных лесонасаждений вдоль линии железных дорог СССР» [3] и в «Технических указаниях по созданию защитных лесонасаждений в тяжелых лесорастительных условиях из наиболее устойчивых и долговечных пород» [6].
Расчет ширины защитных лесонасаждений на примере линии Журавка—Миллерово. Двухпутная электрифицированная железнодорожная линия Журавка—Миллерово была построена в 2015—2017 гг., заменив участок, проходящий по территории Луганской области (рис. 3). Протяженность ее составила 137 км, из них 54 км обслуживается Юго-Восточной дорогой, 83 км — Северо-Кавказской.
Расчет объема снегоприноса выполнялся согласно «Методике определения годового и расчетного количества приносимого к пути снега», изложенной в Указаниях по изысканию и проектированию защитных лесонасаждений вдоль линии железных дорог СССР, приложение 2 [2]. Для расчета использовались метеоданные Научно-прикладного справочника по климату СССР - выпуски 13 [7] и 28 [8] по ближайшим метеостанциям Богучар и Миллерово (см. таблицу).


Расчетные розы снегоприноса по метеостанциям Богучар и Миллерово представлены на рис. 4 и 5.
Трасса линии проходит по территории Кантеми-ровского и Богучарского районов Воронежской области и Чертковского и Миллеровского районов Ростовской области, где преобладающими зональными типами почв являются черноземы южные и обыкновенные.
Расчетная высота отложения снега внутри насаждения (h) для участка выполнения работ равна 3,0 м. Объем снегоприноса зависит от угла направления линии относительно железной дороги и меняется от 100 до 200 м3. Соответственно, согласно формуле (1) ширина проектируемых насаждений должна быть от 33 до 66 м.
На сегодняшний день на введенной в эксплуатацию линии Журавка—Миллерово отсутствуют устройства защиты от снегоприноса. На рис. 6 и 7 представлены современные фотография и фрагмент космического снимка станции Зайцевка на 23-м км этой линии, где видно полное отсутствие деревьев вдоль железнодорожного полотна.
Во избежание снежных заносов на линии Журавка—Миллерово необходимо создание защитных лесных насаждений, двухполосных по конструкции, из долговечных (в условиях южных черноземов среднерусской степной зоны) древесных и кустарниковых пород.
На Юго-Восточной и Северо-Кавказской дорогах имеется опыт по созданию защитных лесонасаждений на различных снегозаносимых участках в подобных условиях. Защитные лесополосы здесь создавались, например, из дуба черешчатого (Quercus robur), вяза обыкновенного (Ulmus laevis), клена татарского (Acer tataricum), акации белой (Robinia pseudoacacia). На рис. 8 показан типичный вид защитных насаждений на участке Давыдовка—Лиски Юго-Восточной дороги. Созданные в 1931 г. из дуба и вяза, они все эти годы (более 90 лет) надежно защищают стальную колею от снега. Пора перенимать опыт!
Создание защитных насаждений на линии Журавка—Миллерова будет экономически целесообразно. Они защитят железнодорожный путь от снежных заносов в годы сильных снегопадов, а подвижной состав — от встречного и бокового ветра, снизив тяговые усилия; улучшат условия производства работ на железнодорожной инфраструктуре. Наличие защитной лесополосы создаст более комфортные условия для проживания людей в прилегающих к дороге муниципальных образованиях за счет снижения уровня шума от подвижного состава и уменьшения пылеобразования.

Список источников

1. СП 119.13330.2017. Железные дороги колеи 1520 мм. Актуализированная версия СНиП 32-01-95. Ввел. 13.06.2018. Изм. 24.12.2019. М.: Стандартинформ, 2018.
2. Инструктивные указания по устройству и содержани-ю оградительных насаждений: утв. 25.12.69 /МПС СССР. Главное управление пути. М.: Транспорт, 1971. 19 с.
3. Инструкция по текущему содержанию земельных участков полосы отвода и охранных зон, защитных лесонасаждений, озеленения и благоустройства, борьбы с нежелательной растительностью: утв. Распоряжением ОАО «РЖД» от 22 марта 2019 г. № 539/р (в ред. от 26.11.2021). Доступ через СПС «КонсультанПлюс».
4. Порядок определения стоимости строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта и других объектов ОАО «РЖД» с применением отраслевой сметнонормативной базы ОСНБЖ-2001 (ОПДС-2821.2011): утв. Распоряжением ОАО «РЖД» от 29 декабря 2011 № 2821р (в ред. от 14.05.2015). Доступ через СПС «КонсультанПлюс».
5. Технические указания по созданию защитных лесонасаждений в тяжелых лесорастительных условиях из наиболее устойчивых и долговечных пород: утв. Главным управлением пути МПС РФ 21.12.92. М.: Транспорт, 1993. 49 с.
6. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Части 1—6. Выпуск 13. Волгоградская, Ростовская, Астраханская области, Краснодарский, Ставропольский края, Чечено-Ингушская, Северо-Осетинская АССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 725 с.
7. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Части 1—6. Выпуск 28. Калужская, Тульская, Тамбовская, Брянская, Липецкая, Орловская, Курская, Воронежская, Белгородская области. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 366 с.