С позиции требований сохранения почвы главные направления технической политики в развитии транспорта:
- рациональное использование земель при возведении транспортных сооружений;
- выделение под транспортные сооружения менее ценных для сельского хозяйства земель, что может оказаться экономически эффективней с общегосударственных позиций даже при условии дополнительных строительных затрат;
- сохранение сложившихся гидрологических режимов в районах транспортных сооружений, т. е. условий стока дождевых и подпочвенных вод, а также сбережение ресурсов подземных вод;
- бережное отношение к почве вообще и сокращение (превращение) загрязнения почв вредными компонентами выхлопа транспортных машин (свинцом, соединениями серы и пр.), загрязненными водами, мусором и другими отходами.
Таким образом, беречь землю — это рационально использовать под транспортные сооружения сушу вообще и особо бережно относиться к плодородной почве, оставляя ее для сельскохозяйственного производства.
Недостаточное развитие транспорта не только может сдерживать общий прогресс народного хозяйства и отдельных его отраслей, но и отрицательно влиять на сельское хозяйство в целом и на сохранность почвы, в частности. Так, отсутствие современных дорог и необходимость передвигаться по бездорожью в сельских местностях приводит к прямому разрушению почвы, которое в ряде случаев может оказаться началом эрозии на более значительных площадях. В осенний и весенний периоды, когда грунтовые дороги становятся непроезжими, для движения начинают пользоваться новыми близлежащими полосами земли, не исключая и засеянных. Часто разбитую дорогу бросают и прокладывают новые. Ввиду этого некоторые грунтовые дороги занимают существенно большую полосу земли, чем современная дорога с твердым покрытием, а число таких дорог больше, чем необходимо. Кроме того, установлено, что пыль, поднимающаяся с проселочных (неасфальтированных) дорог и оседающая на посевах по сторонам от дорог, угнетает растения и снижает урожайность).
Для экономии площадей необходим поиск и применение в проектах новых (а иногда и старых, но забытых) инженерных решений при возведении транспортных сооружений. Например, транспортные развязки пересекающихся магистралей в разных уровнях, в особенности на автострадах, занимают значительные территории. Полная развязка двух пересекающихся автомобильных дорог, осуществляемая по классической схеме «клеверного листа», отличается высокой пропускной способностью и безопасностью и одновременно позволяет обойтись только одним путепроводом, который является самым дорогим элементом всего сооружения. Но «клеверный лист» требует значительной площади. Однако в мировой практике известна более компактная схема представлена заштрихованной частью), хотя это достигнуто путем устройства девяти путепроводов, т. е. значительным удорожанием строительства.
Транспортные сооружения являются объектами, рассчитанными на долгий срок пользования, измеряемый десятками или даже сотнями лет. Поэтому при проведении экономического анализа проекта тщательно взвешиваются различные схемы, связанные с использованием земельных площадей. Сопоставляются варианты капитальных вложений в строительство того или иного искусственного сооружения (например, развязки автодорог) и стоимость ожидаемой продукции с сэкономленной площади за весь период действия транспортного объекта. Далеко не всегда выгоден дешевый, с точки зрения строительства, вариант, но занимающий большую площадь. Чаще транспортные объекты, требующие отведения значительных площадей, располагаются в непосредственной близости от городов (являются элементами транспортных узлов), где свободная площадь крайне дефицитна, а ее стоимость растет год от года. Этим объясняется строительство более сложных, дорогостоящих развязок, эстакад, гаражей, станций и прочих сооружений, экономящих площадь сельскохозяйственных угодий или городов.
Кардинально решает проблему экономии площадей строительство железных и автомобильных дорог на эстакадах и особенно под землей. Но такие решения существенно повышают стоимость транспортных сооружений. Действительно, если наземная железная или автомобильная дорога в средних условиях стоит 1,5 млн. руб./км, то такая же по классу дорога на эстакаде будет примерно стоить 2—3 млн. руб., в тоннеле — не менее 4—6 млн. руб.
Еще 20—30 лет назад строительство транспортных эстакад и тоннелей практиковалось у нас сравнительно редко, преимущественно в горных местностях и после тщательного экономического обоснования. В настоящее время эти сооружения стали возводиться и в крупных городах при трассировании особенно автомобильных магистралей и метрополитенов. Так, в Москве насчитывается свыше 60 транспортных развязок в разных уровнях и 300 подземных переходов. Что касается метрополитенов, то пути для них прокладываются, как правило, в тоннелях, хотя за пределами наиболее загруженной части города построены наземные участки пути.
Во многих крупнейших городах мира еще в прошлом веке и в начале нашего были построены городские железные дороги на эстакадах. Это относится, в частности, к Нью-Йорку, Берлину, Парижу и многим другим. Позднее из-за шума и загромождения улиц такие дороги были частично разобраны. Однако при сооружении скоростной железной дороги «Токайдо» между Токио и Осака японцы вынуждены были, несмотря на высокую стоимость, применить эстакадный вариант. Сегодня во многих городах мира на эстакады подняты и автомобильные дороги. Эстакадные варианты метрополитена эксплуатируются много лет и предусматриваются в новых проектах. За рубежом в крупнейших столицах построены, строятся и проектируются скоростные подземные городские автомобильные дороги — диаметры.
С целью экономии площадей сооружаются также многоэтажные и подземные гаражи и стоянки автомобилей. В Женеве, например, подземный гараж размещен даже под частью озера.
Любопытное техническое решение осуществлено в Японии. Здесь был построен гараж в виде лифта, в котором на тросах, переброшенных через блоки, укреплены площадки, каждая на одну машину. По мере занятия площадок автомобилями они поднимаются вверх. Башня-лифт занимает в основании 43 м2 при высоте 28 м и вмещает 20 автомобилей. Строятся подземные железнодорожные вокзалы. Примером грандиозного подземного вокзала может служить новый вокзал в Токио.
В Москве строительство крупных транспортных объектов практически возможно лишь за счет подземного строительства. В этой связи разработана Схема организации и использования подземного пространства Москвы, где перспективы развития транспорта занимают одно из важных мест.
Первым сооружением «ниже нулевой отметки» в Москве стал многоярусный подземный гараж на 1840 автомобилей в районе ВДНХ. В самом центре города (ул. Неждановой) также размещен подземный гараж, сооружение которого на поверхности было бы просто немыслимо.
Выдвигаются и уже частично осуществляются проекты создания в Москве неглубоких тоннелей, дублирующих улицы, которые уже теперь перегружены транспортными потоками. Наряду с этим намечаются к строительству транспортные тоннели глубокого заложения, которые не будут повторять наземные магистрали.
Все эти разработки закладывают основы новой ветви градостроительной науки — подземной урбанистики, которая должна обеспечить более рациональное использование земли в больших городах, а следовательно, и земли вообще.
Возможности уменьшения потребных площадей под сооружения воздушного транспорта при эксплуатации скоростных самолетов весьма ограничены. Многие крупные аэропорты при современной густоте движения (когда взлет и посадка совершаются через одну минуту или даже менее) для обеспечения безопасности и регулярности полетов должны иметь несколько взлетно-посадочных полос (ВПП), частично располагаемых под углами друг к другу. Имеется проект кольцевой ВПП с радиусом примерно 3 км, которая обладает уникальным качеством «бесконечности» (и, следовательно, потенциально гарантирует большую безопасность взлета и посадки) и позволяет разместить все сооружения крупного аэропорта на площади в 20 км2 вместо обычно требующихся 50 км2. Вместе с тем кривизна такой ВПП существенно усложняет взлет и посадку самолетов.
Более радикальным средством сокращения размеров аэропортов и приближения их к центру городов явилась бы авиация короткого и вертикального взлета. Для самолетов укороченного или короткого взлета требуется ВПП всего лишь 300—500 м, а для вертикального взлета в принципе нужна относительно небольшая взлетно-посадочная площадка, определяемая размерами самолетов и интенсивностью движения. Однако эти самолеты пока малоэкономичны и недостаточно надежны.
Когда идет речь о более широком использовании для транспорта «неудобных» земель, то следует иметь в виду не только буквальное значение этой рекомендации, но и выбор вида транспорта для данной транспортной связи исходя из «приспособленности» того или иного вида к более сложным топографическим условиям. Например, вместо сооружения железной дороги, обычно трассируемой с малыми уклонами и занимающей поэтому равнинные территории, в ряде случаев возможна реализация эстакадного варианта монорельсовой дороги, которая может быть проложена по трассе, не затрагивающей сельскохозяйственные угодья.
Уже давно практикуется использование территорий, отвоеванных у моря. Наибольший опыт в этом отношении накопили Нидерланды, примерно 1/3 территории которой когда-то была дном моря. Сегодня в Нидерландах изучаются и реализуются возможности строительства новых островов в Северном море для размещения аэродромов, причалов для погрузки и разгрузки супертанкеров, а также мусоросжигательных станций и заводов по переработке отходов производства и быта.
В Японии значительная часть эстакады монорельсовой дороги, связывающей центр Токио с аэропортом, проходит не над берегом, а непосредственно над морем вдоль берега. Там же созданы искусственные острова. Обсуждается грандиозный проект, по которому в течение 200 лет Япония намечает удвоить территорию путем разрушения горных пород и засыпки ими моря. Названный проект фактически уже осуществляется, ибо Токио и Осака, например, частично стоят на земле, отвоеванной у моря.
Голландский метод осушения территорий с помощью дамб был использован в США при сооружении аэродрома в Чикаго на берегу озера Мичиган, а также в Великобритании на ряде островов.
Специалисты считали, что осушение морских территорий рационально при глубине до 30 м. Поэтому на более глубоких местах предлагалось создавать плавучие аэропорты. Однако в определенных условиях плавучие сооружения могут оказаться целесообразными и при малых глубинах (менее 30 м). Так, в Великобритании разработан проект плавучего аэродрома с двумя ВПП в устье Темзы. Основой конструкции ВПП являются полые бетонные блоки площадью 30X30 м. Из таких блоков предусматривается смонтировать основную площадь аэропорта размером 300X3500 или 300X4500 м. Отдельные секции этой плавучей площадки, закрепленные на дне тросами из нержавеющей стали, и составляют ВПП. Внутреннюю полость блоков намечается использовать для размещения служб и технических средств. Предусмотрена защита аэродрома от волн с помощью кругового плавучего волнолома. Общая площадь аэродрома составит более 4 км2.
Экологичны и заслуживают внимания идеи и опыт сооружения, в том числе для нужд транспорта, топливохранилищ в виде плавучих емкостей либо непосредственно на дне морей. Проекты плавучих емкостей уже осуществлены, в частности, в Персидском заливе и намечаются к реализации в ряде других районов.
Требования экономии суши при устройстве дорог, портов, аэродромов и других сооружений, разумеется, не должны наносить ущерба прежде всего безопасности движения.
Практика показала, что на перспективных направлениях следует предусматривать последующее развитие транспорта и оставлять для этих целей необходимые резервные площади. Несоблюдение этого положения вынуждает при дальнейшем развитии транспорта сносить капитальные здания и сооружения, что обходится во много раз дороже, чем своевременное резервирование действительно необходимых площадей.
Выше говорилось в основном о бережном отношении к земле с позиций проектирования и строительства новых путей сообщения. Но почву и ее плодородный слой необходимо оберегать от прямого разрушения транспортными средствами и во время эксплуатации, особенно в тех местах, где этот слой тонок и легко раним. Экологи уже не раз указывали на годами незаживающие «шрамы» в тундре и районах вечной мерзлоты от гусеничной техники, дестабилизирующей экологическое равновесие в этих районах. Движение техники здесь должно быть категорически запрещено, если оно не оправдано государственными потребностями.
Опасность заключается не только в разрушении условий для существования сложившегося веками особого растительного (а следовательно, и животного) мира, но и нарушении теплового баланса подпочвенных структур, поскольку почва предохраняет вечную мерзлоту от таяния и эрозии.
С возникновением этой новой проблемы строители железных дорог и трубопроводов, а также градостроители в определенных случаях стали особо тщательно оберегать поверхностный слой земли и даже усиливать его. Чтобы сохранить подпочвенный слой в его естественном мерзлом состоянии, используют специальные холодильные установки. В этом случае инженерные сооружения покоятся, как правило, на сваях, вмороженных в грунт.
Работники речного транспорта столкнулись с явлением волнового разрушения (размыва) берегов, которое усилилось с вводом в эксплуатацию крупных быстроходных судов с мощными силовыми установками. Для снижения этого негативного воздействия на берега на ряде участков сети и прежде всего при следовании по каналам скорость хода судов уменьшается. Вместе с тем развернуты дорогостоящие берегоукрепительные работы, которые должны сократить угрозу оползней и эрозии берегов.
Источник: И.Я. Аксенов, В.И. Аксенов. Транспорт и охрана окружающей среды. Изд-во «Транспорт». Москва. 1986