Толщина снятия плодородного слоя почвы

УДК 625.731.2:624.133
О ТОЛЩИНЕ СНЯТИЯ ПЛОДОРОДНОГО СЛОЯ ПОЧВЫ
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Канд. техн. наук Н.Е. Кокодеева
(Саратовский ГТУ)
Конт. информация: [email protected]
______________________________________________________________
Статья посвящена изучению негативного воздействия на почву
при снятии плодородного слоя. Приведена основная терминология, используемая в данной области. Дан пример обоснования закона распределения толщины снятия плодородного слоя почвы. Предложено использовать теорию риска для исследования вероятностной сущности
толщины снятия плодородного слоя почвы от механического нарушения. Рассмотрены примеры определения вероятности возникновения
негативных воздействий на почву при снятии плодородного слоя. Даны
рекомендации по минимизации деградации плодородного слоя почвы после механического нарушения.
Ключевые слова: автомобильные дороги, строительство, земляные
работы, плодородный слой почвы, толщина, снятие слоя, теория риска,
негативное воздействие, механическое нарушение.
______________________________________________________________
Производство земляных работ, в том числе выполнение работ,
связанных с подготовкой полосы отвода, входит в первую группу комплекса технологических процессов по строительству автомобильной
дороги.
При возведении земляного полотна автомобильных дорог первой
технологической операцией является снятие плодородного слоя, т.е.
верхней гумусированной части почвенного профиля, обладающей благоприятными для роста растений химическими, физическими и агрохимическими свойствами. Данный вид работ производится, во-первых, на
всей площади земель, занимаемых под дорогу и сооружения дорожного
комплекса и, во-вторых, на временно отведенных землях для резервов,
карьеров и других выработок [1].
В табл. 1 приведена основная терминология, используемая в
данной области.
Снятие плодородного слоя сопровождается негативным воздействием на почву. При срезке почвенного слоя на полосе отвода и пере248
мещении его на некоторое расстояние бульдозером почва подвергается
механическому нарушению, приводящему к необратимым нарушениям
почвенно-растительного слоя, а именно:
• уничтожению коренной растительности;
• нарушению морфологических и биохимических свойств почвы;
• уплотнению ее поверхностных слоев.
Таблица 1
Основные термины, касающиеся производства земляных работ
№
п/п
Термин
1.
Плодородный
слой почвы
2.
Нарушение
земель
3.
Нарушенные
земли
4.
Норма снятия
плодородного
слоя почвы
Пояснение
верхняя гумусированная часть
почвенного профиля, обладающая благоприятными для роста
растений химическими, физическими и биологическими свойствами
процесс, происходящий при добыче полезных ископаемых, выполнении геологоразведочных,
изыскательских, строительных и
других работ и приводящий к
нарушению почвенного покрова,
гидрологического режима местности, образованию техногенного рельефа и другим качественным изменениям состояния земель.
земли, утратившие в связи с их
нарушением
первоначальную
хозяйственную ценность и являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду
толщина снимаемого плодородного слоя почвы
Источник
ГОСТ 17.5.1.01-83 [2]
ГОСТ 17.5.3.06-85 [3]
Кроме этого, при хранении почвенный слой подвергается интенсивному воздействию погодно-климатических факторов: ветра, воды,
солнечной радиации, определенному биологическому воздействию, вызывающих органическое разрушение почвы.
Таким образом, участок строительства переходит в разряд нарушенных земель, т.е. земель, утративших свою хозяйственную ценность
или являющихся источником отрицательного воздействия на окружаю249
щую среду в связи с нарушением почвенного покрова, гидрологического режима и образования техногенного рельефа в результате производственной деятельности [2].
В соответствии с [3] определена толщина снятия плодородного
слоя в зависимости от типа и подтипа почв, указанных на крупномасштабных почвенных картах (табл. 2).
Таблица 2
Норма снятия плодородного слоя почвы для основных типов и
подтипов почв глинистого и суглинистого механического состава
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Тип и подтип почв
Диапазон толщин снятия, см
Дерново-подзолистые
Буроземно-подзолистые
Дерново-карбонатные
Дерново-глеевые
Бурые лесные
Светло-серые лесные
Серые лесные
Темно-серые лесные
Черноземы оподзоленные и выщелоченные
Черноземы типичные
Черноземы обыкновенные
Черноземы южные
Лугово-черноземные
Черноземно-луговые
Луговые
Темно-каштановые
Каштановые
Светло-каштановые
Лугово-каштановые
Лугово-сероземные
Лугово-такыровидные
Сероземы
Красноземы
Желтоземы
Горно-луговые
Горные лугово-степные
Аллювиальные (пойменные)
Торфяные болотные (после осушения)
20 или на всю толщину пахотного слоя
20-50
20-40
30-60
20-80
20-30
20-50
40-70
40-120
50-120
40-100
40-70
60-100
50-90
30-100
40-50
30-40
30
40-70
40-60
30
20-40
40
30
30-80
20-70
40-120
на всю мощность торфяного слоя
Примечание: минимальная толщина слоя приведена для II дорожно-климатической зоны,
а максимальная – для IV и V дорожно-климатических зон.
Толщину снимаемого плодородного почвенного слоя устанавливают проектом на основании предварительного согласования с землепользователями.
250
В связи с этим, целесообразно в направлении совершенствования
теоретических основ экологической безопасности автомобильных дорог
опираться на вероятностно-статистические методы и, в частности, на
изучение вероятностной сущности толщины снятия плодородного слоя
почвы, что позволит прогнозировать снижение или увеличение уровня
деградации почвы от механического нарушения.
Для обоснования закона распределения толщины снятия плодородного слоя почвы от механического нарушения выполним некоторые
преобразования со следующими исходными данными. Во время производства подготовительных работ по строительству автомобильной дороги была выполнена технологическая операция по замеру толщины
плодородного слоя почвы в пределах ширины полосы отвода по всей
длине участка строительства через каждые 100 м. Тип почвы – черноземы обыкновенные.
Таблица 3
Толщина снятия плодородного слоя почвы (Н)
№ точек
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13 14
15
16
17
18
19
Н, см
57
54
55
52
48
47
47
46
43
43
42
39
38 38
35
37
35
31
30
№ точек 20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32 33
34
35
36
37
38
32
33
34
37
38
39
38
40
38
37
39
38 38
45
53
49
57
60
Н, см
28
Статистическая обработка толщины снятия плодородного слоя
почвы от механического нарушения приведена в табл. 4.
251
-2
-1
0
1
2
3
-6
-8
0
6
8
9
В=9
4
1
0
1
4
9
lm2 ·hm
3
14
39
70
105
143
∑Т=374
l m2
3
11
25
31
35
38
M=143
Произведения
lm· ·hm
Накопленная
частота, Т
3
8
14
6
4
3
N=38
Середина
условного
интервала,
lm
Частичная
сумма, Sm
28
34
40=XА
46
52
58=UК
Абсолютная
частота, hm
25÷31
31÷37
37÷43
43÷49
49÷55
55÷61
D=6
Середина
разряда
Um
Разряды
интервалов
Таблица 4
Пример статистической обработки толщины снятия
плодородного слоя почвы
12
8
0
6
16
27
А=69
Выполним обработку данных табл. 3 с использованием известных приемов математической статистики:
по методу суммирования
- среднее значение:
Н ср = U К − d (
M
143
− 1) = 58 − 6(
− 1) = 41,4 см ;
n
38
- дисперсия:
σ L2 =
d2
M2
62
1432
( 2∑ T − M −
)=
(2 ⋅ 374 − 143 −
) = 65,06 ;
n −1
n
38 − 1
38
- среднее квадратическое отклонение:
σ L =8,07 см.
по мультипликативному методу
- среднее значение:
Lср = X А +
d
6
B = 40 + ⋅ 9 = 41,4 см ;
n
38
- дисперсия:
σ L2 =
d2
B2
62
92
(A −
)=
(69 − ) = 65,06 ;
n −1
n
38 − 1
38
- среднее квадратическое отклонение:
σ L =8,07 см.
Сравнение эмпирического распределения с теоретическим законом распределения по критерию Пирсона показано в табл. 5.
252
Разряды
интервалов
Абсолютная
частота,
hm
Вероятность
попадания
измерений
в разряд, Pi
Теоретическое
количество
измерений в
разряде
(nt=Pi·n)
Таблица 5
Сравнение фактического распределения толщины снятия
плодородного слоя почвы с законом нормального распределения
< 25
25÷31
31÷37
37÷43
43÷49
49÷55
55÷61
> 61
0
3
8
14
6
4
3
0
0,0152
0,0695
0,1807
0,2802
0,2600
0,1385
0,0446
0,0082
d=8
n=38
∑Pi=0,997
(hm − nt )2
χ =
nt
2
0,5776
2,6410
6,8666
10,6476
9,8800
5,2630
1,6948
0,3105
0,5776
0,0488
0,1871
1,0555
1,5237
0,3031
1,0052
0,3105
∑ χ =5,0115
2
Вероятность Pi в табл. 5 вычисляли по формуле Симпсона:
b
Pi = ∫ f ( x)dx =
a
b−a
[( y0 + y2 m ) + 2( y2 + y4 + ... y2m−2 ) + 4( y1 + y3 + ... y2m−1 )] . (1)
6⋅m
В формуле (1) применяли параметр m = 2. Тогда:
Pi =
b−a
[( y 0 + y 4 ) + 2 ⋅ y 2 + 4( y1 + y 3 )] ,
12
(2)
где
b и a – правая и левая граница толщины снятия плодородного
слоя почвы в разрядах интервалов (см. табл. 4);
y0, y1,…..,y4 – ординаты точек, определяемые по формуле.
y=
1
σ 2π
( H i − H ср ) 2
⋅e
2⋅σ 2
253
b
a
(3)
.
При сравнении с нормальным законом распределения также
применяли формулу вида:
⎛ L − Lср ⎞
⎛ L − Lср ⎞
⎟⎟ ,
⎟⎟ − Ф⎜⎜ i
Pi = Ф⎜⎜ i +1
⎝ σL ⎠
⎝ σL ⎠
(4)
где
Ф(и)
– функция Лапласа;
Li и Li+1 – левая и правая граница толщины снятия плодородного
слоя почвы в разрядах (см. табл. 4);
Lcр и σL – средняя толщина снятия плодородного слоя почвы и
среднее квадратическое отклонение толщины снятия
плодородного слоя почвы.
На рис. 1 показано сравнение гистограммы толщины снятия плодородного слоя почвы с плотностью нормального распределения.
Для теоретического распределения число степеней свободы определяли по формуле:
ν = k −r ,
(5)
где
k – число разрядов (в табл. 5 k = 8);
r – число наложенных связей (для нормального закона распределения r = 3).
Получаем ν =8-3=5. Из таблиц χ2 распределения при χ2= 5,0115 и
ν=5 выписываем вероятность, по которой устанавливается вероятность
соответствия теоретического закона распределения результатам измерений (гистограмме):
•
•
•
•
отличное соответствие при P > 0,5;
хорошее соответствие при P = 0,3÷0,5;
удовлетворительное соответствие при P = 0,1÷0,3;
неудовлетворительное соответствие при P < 0,1.
254
Рис. 1. Гистограмма толщины снятия плодородного слоя (H)
почвы и плотность нормального распределения, f(H)
Так как для приведенного выше примера P = 0,43, то соответствие гистограммы толщины снятия плодородного слоя почвы плотности
нормального распределения следует считать хорошим.
Для сравнения теоретического и эмпирического распределения
использовали также критерий Романовского:
R=
χ 2 −ν .
2ν
(6)
Если критерий Романовского меньше 3, то гипотеза о соответствии фактической кривой распределения теоретическому закону распределения принимается. В противном случае при R ≥ 3 вытекает вывод,
что выбранный теоретический закон распределения не соответствует
результатам измерения.
Согласно данному критерию, имеем:
R=
5,0115 − 5
= 0,004.
2⋅5
(7)
Так как 0,004 < 3, то нормальное распределение согласуется с результатами экспериментальных данных.
Опасным состоянием для окружающей среды является механическое нарушение плодородного слоя почвы в результате его срезки на
полосе отвода и перемещении на некоторое расстояние. В данной статье
рассматривается процесс механического нарушения почвенного покрова при его снятии.
255
Под риском будем понимать именно вероятность деградации
плодородного слоя почвы по причине механического нарушения.
Понятие «риск деградации плодородного слоя почвы на полосе
отвода от механического нарушения» является качественной инженерной характеристикой поверхности земли и имеет следующее математическое толкование:
S
r1 = н ,
Sо
(8)
где
r1 – вероятность нежелательного события, представляющая собой риск недостаточного снятия плодородного слоя почвы
под телом земляного полотна;
S н – площадь земли, подверженная механическому нарушению,
с недостаточным снятием плодородного слоя почвы, м2;
Sо – общая площадь земли, подверженная механическому нарушению, м2.
S
r2 = и ,
Sо
(9)
где
r2 – вероятность нежелательного события, представляющая собой риск избыточного снятия грунта (более толщины плодородного слоя) под телом земляного полотна (на строительной площадке);
Sи – площадь земли, подверженная механическому нарушению,
с избыточным снятием плодородного слоя почвы, м2;
Sо – общая площадь земли, подверженная механическому нарушению, м2.
Для определения значений риска r1 и r2, используем теорию риска, предложенную проф. Столяровым В.В., который является руководителем нового научного направления «Проектирование, строительство и
эксплуатация автомобильных дорог по условию обеспечения безопасности движения с учетом теории риска» в Саратовском государственном техническом университете [4].
Рассмотрим два случая определения вероятности возникновения
деградации плодородного слоя почвы на полосе отвода от механического нарушения.
256
1. Первый случай, когда фактическая толщина снятия растительного слоя будет меньше проектной величины, т.е. Н ф < Н проект . Тогда
риск деградации плодородного слоя почвы от механического нарушения можно установить по зависимости:
⎛
⎜ Н ф − Н min
r = 0,5 − Φ ⎜
⎜ σ 2 +σ 2
min
ф
⎝
⎞
⎟
⎟,
⎟
⎠
(10)
где
Н ф – фактическая средняя толщина снятия плодородного слоя,
полученная в результате его снятия, м;
σ ф – среднее квадратическое отклонение фактической толщины
снятия плодородного слоя, м;
Н min – минимальная толщина снятия плодородного слоя почвы,
при которой вероятность нежелательного последствия от
механического нарушения равна 50%, м;
σ min – среднее квадратическое отклонение минимальной толщины снятия плодородного слоя почвы, м;
Φ (u ) – функция Лапласа.
Показатели НФ и σф определяют в результате статистических
расчетов по достаточному числу замеров толщины снятия плодородного
слоя почвы.
Минимальная толщина снятия плодородного слоя почвы (Н min )
и ее среднее квадратическое отклонение ( σ min ) устанавливаются по зависимостям:
σ min = СVН min ⋅ Н min ,
(11)
где
Н min
– коэффициент вариации минимальной толщины снятия
плодородного слоя почвы.
При определении параметра СVН min считали, что плодородный
СV
слой почвы при минимальной толщине снятия обладает той же однородностью исходных материалов, что и плодородный слой почвы при
фактической толщине снятия слоя, т.е.:
257
Н min
СV
Нф
= СV
=
σф
Нф
;
(12)
при СVH min ≠ 0,2:
(
Н min =
) (
) −1
25(С
)
2
⎡
⎤ 2
Н
2
2
+ ⎢25 СV min − 1⎥ Н проект
Н проект
− 25σ проект
− Н проект
⎣
⎦
;
(13)
Н min 2
V
при СVH min = 0,2:
Н min =
2
2
− 25σ проект
Н проект
2 Н проект
(14)
.
2. Второй случай, когда фактическая толщина снятия растительного слоя будет больше проектной величины, т.е. Н ф > Н проект . Тогда
риск деградации плодородного слоя почвы от механического нарушения можно установить по зависимости:
⎛ Н −Н
ф
max
r = 0,5 − Φ ⎜
⎜ σ 2 +σ 2
ф
max
⎝
⎞
⎟,
⎟
⎠
(15)
где
Н ф – фактическая средняя толщина снятия плодородного слоя,
полученная в результате его снятия, м;
σ ф – среднее квадратическое отклонение фактической толщины
снятия плодородного слоя, м;
Н max – максимальная толщина снятия плодородного слоя почвы,
при которой вероятность нежелательного последствия от
механического нарушения равна 50%, м;
σ max – среднее квадратическое отклонение максимальной толщины снятия плодородного слоя почвы, м;
Φ (u ) – функция Лапласа.
Показатели НФ и σф определяют в результате статистических
расчетов по достаточному числу замеров толщины снятия плодородного
слоя почвы.
258
Максимальная толщина снятия плодородного слоя почвы (Н max )
и ее среднее квадратическое отклонение ( σ max ) устанавливаем по следующим формулам:
σ max = СVН max ⋅ Н max ,
(16)
где
Н max
СV
H max
при СV
– коэффициент вариации максимальной толщины снятия
плодородного слоя почвы [см. формулу (11)];
≠ 0,2:
(
Н max = 2 Н проект −
H max
при СV
) (
) −1
25(С
)
2
⎡
⎤ 2
Н
2
2
+ ⎢25 СV max − 1⎥ Н проект
Н проект
− 25σ проект
− Н проект
⎣
⎦
;
(17)
Н max 2
V
= 0,2:
Н max = 2 Н проект −
2
2
Н проект
− 25σ проект
2 Н проект
Н max
При определении параметра СV
.
(18)
считали, что плодородный
слой почвы при максимальной толщине снятия обладает той же однородностью исходных материалов, что и плодородный слой почвы при
фактической толщине снятия слоя, т.е.:
Н max
СV
Нф
= СV
=
σф
Нф
.
(19)
Ниже рассмотрим примеры использования данной методики при
оценке степени деградации плодородного слоя почвы от механического
нарушения.
Пример 1. Если Н ф < Н проект
1. В IV дорожно-климатической зоне норма снятия плодородного
слоя почвы ( Н проект ) для чернозема обыкновенного составляет
100 см (см. табл. 2).
259
2. Величину коэффициента вариации параметра Н проект примем
СVпроект = 5% или соответственно 0,05, допустимую в строи-
тельстве.
3. Устанавливаем среднее квадратическое отклонение проектной
толщины снятия плодородного слоя почвы. Для Н проект =100 см
получаем σ проект = 100 · 0,05 = 5 см.
4. Предположим, что средняя толщина снятия плодородного слоя
Н
почвы составляет Н ф = 40 см, а параметр СV ф примем равным
5% или соответственно 0,05. Тогда среднее квадратическое отклонение толщины снятия плодородного слоя почвы, исходя из
формулы (12), будет равно σ ф = 2 см.
5. Коэффициент вариации минимальной толщины снятия плодоНф
родного слоя почвы ( СV
) при использовании формулы (12) ра-
вен:
Нф
СV
Н min
= СV
= 5% или 0,05.
6. Минимальная толщина снятия плодородного слоя почвы по формуле (13) составит:
Н min =
[
](
)
100 2 + 25 ⋅ 0,05 2 − 1 100 2 − 25 ⋅ 5 2 − 100
2
25 ⋅ 0,05 − 1
= 69,5 см.
7. Среднее квадратическое отклонение минимальной толщины снятия плодородного слоя почвы ( σ min ) по формуле (11) составит:
σ min = 0,05 ⋅ 69,5 = 3,48 см.
8. Определим по формуле (10) риск деградации плодородного слоя
почвы от механического нарушения при фактической толщине
снятия растительного слоя:
⎛
⎜ 40 − 69,5
r = 0,5 − Ф⎜
⎜⎜ 2 2 + 3,482
⎝
⎞
⎟
⎟ = 0,5 − Ф(−7,35) = 0,5 + 0,49999999 = 0,999999 =→ 1.
⎟⎟
⎠
260
Вывод
В результате недостаточного снятия плодородного слоя почвы на
среднюю толщину, равную 40 см, при норме, равной 100 см (для чернозема обыкновенного в IV ДКЗ), получили риск деградации плодородного слоя почвы от механического нарушения, стремящийся к единице.
Это означает, что из 100 м2 общей площади земли, подверженной механическому нарушению, будет истощена практически вся площадь снятого плодородного слоя почвы.
Пример 2. Если Н ф > Н проект
1. В IV дорожно-климатической зоне норма снятия плодородного
слоя почвы ( Н проект ) для чернозема обыкновенного составляет
100 см (см. табл. 2).
2. Величину коэффициента вариации толщины снятия плодородного слоя почвы примем СVпроект = 5% или соответственно 0,05,
допустимую в строительстве.
3. Устанавливаем среднее квадратическое отклонение нормативной
толщины снятия плодородного слоя почвы.
Для Н проект = 100 см получаем σ проект = 100 × 0,05 = 5 см.
4. Предположим, что средняя толщина снятия плодородного слоя
Н
почвы составляет Н ф = 160 см, а параметр СV ф примем равным
5% или соответственно 0,05. Тогда среднее квадратическое отклонение толщины снятия плодородного слоя почвы, исходя из
формулы (19), будет равно σ ф = 8 см.
5. Коэффициент вариации максимальной толщины снятия плодоНф
родного слоя почвы ( СV
) при использовании формулы (19) ра-
вен:
Нф
СV
Н max
= СV
=5% или 0,05.
261
6. Устанавливаем максимальную толщину снятия плодородного
слоя почвы по формуле (17):
Н max = 2 ⋅ 100 −
[
](
)
100 2 + 25 ⋅ 0,05 2 − 1 100 2 − 25 ⋅ 5 2 − 100
25 ⋅ 0,05 2 − 1
=130,5 см.
7. Среднее квадратическое отклонение максимальной толщины
снятия плодородного слоя почвы по формуле (16) составит:
σ max = 0,05 ⋅ 130,5 = 6,52 см.
8. Определим по формуле (15) риск деградации плодородного слоя
почвы от механического нарушения при фактической толщине
снятия растительного слоя:
⎛
⎜ 130,5 − 160
r = 0,5 − Ф⎜
⎜⎜ 6,522 + 82
⎝
⎞
⎟
⎟ = 0,5 − Ф(−2,86) = 0,5 + 0,4978818 = 0,99788 → 1.
⎟⎟
⎠
Вывод
В результате избыточного снятия плодородного слоя почвы на
среднюю толщину, равную 160 см, при норме, равной 100 см, (для чернозема обыкновенного в IV ДКЗ), получили риск деградации плодородного слоя почвы от механического нарушения, стремящийся к единице. Это означает, что из 100 м2 общей площади земли, подверженной
механическому нарушению, будет истощена практически вся площадь
снятого плодородного слоя почвы.
В табл. 5 представлены результаты вычисления риска деградации плодородного слоя почвы при различных фактических толщинах
снятия почвы.
262
Таблица 5
Риск деградации плодородного слоя почвы от механического
нарушения при Н проект = 100 см, СVпроект = 0,05 и σ проект = 5 см
(для чернозема обыкновенного в IV ДКЗ)
Нф
σ ф С Нф
V
Н min
σ min
Н min
СV
Н max
σ max С Н max
V
40
2
0,05
69,5
3,48
0,05
60
3
0,05
69,5
3,48
0,05
80
4
0,05
69,5
3,48
0,05
100
5
0,05
130,5
6,52
120
6
0,05
130,5
6,52
140
7
0,05
130,5
6,52
160
8
0,05
130,5
6,52
Примечание: Зеленым цветом выделены цифры соответствующие условию
0,05
0,05
0,05
0,05
r
ln r
0,9999
0,9808
0,0239
0,00011
0,119
0,8389
0,999
→0
-0,019
-3,734
-9,1
-2,13
-0,18
-0,0021
Н ф = Н проект .
Красным цветом выделены цифры, соответствующие условию Н ≠ Н
.
ф
проект
В случае, если фактическая средняя толщина снятия плодородного слоя почвы ( Н ф ) будет соответствовать нормативной величине
Нф
( Н проект ) при условии СV
= СVпроект = 5% или 0,05, то получим вели-
чину риска менее значения r = 1 ⋅ 10−4 . По международной шкале риска
величина r = 1 ⋅ 10 −4 и менее соответствует умеренному риску. Поэтому
риск rдоп = 1⋅10−4 можно принять в качестве объективного (технического) риска в области строительства, который соответствует 85% уровню
обеспеченности. Со временем, когда экономическое состояние страны
улучшится, значение объективного риска следует уменьшить до величины r = 1 ⋅ 10 −5 . Чем меньше значение объективного риска, тем дороже
обходится строительство дорог и тем совершеннее сами дороги.
На рис. 2 представлено графическое изображение результатов
расчета из табл. 5. Как видно из рисунка, кривые, соответствующие условиям Н ф < Н проект и Н ф > Н проект находятся в зоне риска, превы−4
шающего допустимое значение rдоп = 1⋅10 . Допустимая величина рис-
ка rдоп = 1⋅10−4 будет достигаться только при условии Н ф = Н проект
Нф
СV
= СVпроект =5% или 0,05.
263
и
Рис. 2. Риск деградации плодородного слоя почвы от механического
нарушенияпри Н проект = 100 см, СVпроект =5% и σ проект = 5 см
(для чернозема обыкновенного в IV дорожно-климатической зоне)
Рассмотренные выше примеры показали, что опасным состоянием для окружающей среды является как избыточное, так и недостаточное снятие плодородного слоя почвы в результате его срезки на полосе
отвода. И в том, и другом случаях риск деградации плодородного слоя
почвы от механического нарушения стремиться к единице. Поэтому для
минимизации риска деградации плодородного слоя почвы от механического нарушения в качестве рекомендаций необходимо стремиться к
Н
выполнению двух условий: Н ф = Н проект и СV ф = СVпроект = 5% или
0,05.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 17.4.2.02-83. Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей пригодности нарушенного плодородного слоя почв для
землевания. – Введ. 1984-01-01. – М.: Издательство стандартов,
1984. – 4 с.
2. ГОСТ 17.5.1.01-83.Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения. – Введ. 1984. – 07.01. – М.: Издательство
стандартов, 1984. - 8 с.
264
3. ГОСТ 17.5.3.06-85. Охрана природы. Земли. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве
земляных работ. – Введ. 1986-07-01. – М.: Издательство стандартов, 1985. - 4 с.
4. Столяров В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом
теории риска: в 2 ч./ В.В.Столяров. - Саратов: СГТУ, 1994. –
Ч. 1. - 184 с.; Ч. 2. - 232 с.
…………………………………………………………………….…
ON THE THICKNESS OF TOP SOIL REMOVAL WHEN PREPARATORY WORKS PERFORMANCE BEFORE ROAD CONSTRUCTION
Ph. D. (Tech.) N.E. Kokodeeva
(Saratov STU)
Contact information: [email protected]
The article is devoted to negative influence study of top soil removal
on ground. Basic terminology used in this field is listed.
The article gives the assignment example law validation of top soil
removal thickness. It is suggested to use theory of risk when study probabilistic nature of top soil removal thickness against mechanical disturbance. Occurrence probability evaluation examples of negative influence of top soil
removal on the ground are described. Recommendations on top soil degradation minimization after mechanical disturbances are given.
Key words: roads, construction, earthworks, fertile layer of ground, thickness,
layer removal, theory of risk, negative impact, mechanical disturbance.
____________________________________________________________
Рецензент: д-р техн. наук А.М. Кулижников (ФГУП «РОСДОРНИИ»).
Статья поступила в редакцию 01.02.2010 г.
265