. НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СМОЛЕНСКИЙ

ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

Бышевская Анастасия Владимировна

ТРАНСФОРМАЦИЯ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕХНОГЕОСИСТЕМ

НА ТЕРРИТОРИИ СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 25.00.36 – геоэкология (Науки о Земле)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель: Шкаликов Виктор Андреевич доктор географических наук, профессор

Научный консультант: Краснов Евгений Васильевич доктор геолого-минералогических наук, профессор Смоленск – Введение……………………………………………………………………….......... Глава I. Теоретико-методологические основания и методика исследования ………………………………………………………... 1.1. Концептуальный подход…………………………………………. 1.2. Методика исследования………………………………………….. 1.3.Обзор исследований по проблеме……………………………….. Глава II. Природные условия и историко-культурные предпосылки развития придорожных техногеосистем…………………………. 2.1.Природные условия региона……………………………………... 2.2.Историко-культурные предпосылки развития ………………………………………………………………………….. Глава III. Трансформация придорожных техногеосистем…………………. 3.1.Деформации литогенной основы (рельефа и почвогрунтов)…. 3.2.Гидрохимические и гидроэкологические процессы……………. 3.3.Геохимическая трансформация почвогрунтов………………….. 3.4.Трансформация растительного покрова………………………… 3.5.Изменения среды обитания животных………………………….. Глава IV. Основные геоэкологические проблемы и пути оптимизации придорожных техногеосистем……………………………………… 4.1.Загрязнение атмосферного воздуха и заболеваемость населения……………………………………………………………….

4.2. Дорожно-транспортные происшествия и аварийные ситуации

4.3.Придорожные свалки твердых бытовых и промышленных отходов………………………………………………………………… 4.4.Оценка состояния придорожных техногеосистем по результатам анкетирования водителей……………………………… 4.5.Пути оптимизации придорожных техногеосистем………………………………………………………... Заключение…………………………………………………………………………. Список литературы……………………………………………………….............. Приложения 1-7…………………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Рост количества и интенсивности движения транспортных средств по дорогам России сопровождается увеличением выбросов поллютантов в атмосферный воздух, гидросферу и почвы придорожных земель. В результате происходит трансформация экосистем – нарушаются естественный обмен веществ, энергетика и информационные связи их компонентов, возрастает опасность (риск) деградации и даже полного исчезновения придорожных сообществ. В свою очередь, транспортные системы испытывают воздействие и трансформируются под влиянием природных факторов. Поэтому исследования динамики, факторов и выявление пространственно-временных закономерностей развития опасных природных и техноприродных процессов в придорожных техногеосистемах Смоленской области (с ее развитой автотранспортной сетью) безусловно актуальны, как и для многих других регионов Европейской России.

Степень разработанности проблемы. Наиболее ранняя информация (с XVI в.) о дорогах Смоленщины содержится в архивных документах канцелярии губернатора региона. История формирования, современное состояние и проблемы дорожной сети подробно освещены Э.И. Яшкевичем (2004). Геоэкологические аспекты проектирования, строительства и эксплуатации дорог Смоленской области многие годы исследует В.А.

Шкаликов (2000-2013). Т.А. Ватлина и А.В.Бышевская (2011) выявили пространственные связи между плотностью автодорог и детской заболеваемостью органов дыхания.

установлено, что придорожные леса на отдельных участках трассы МинскМосква находятся в стадии дигрессии, в них появились адвентивные и агрессивные рудеральные виды (Вознячук, Пугачевский, Судник, 2006).

Сезонная гибель земноводных на путях миграции (через дороги) за пять лет наблюдений возросла на 20% (Новицкий, 2004, 2007). А.Ф. Мирончик (2007) определил диапазон радиоактивного загрязнения придорожных почв изотопами – 90Sr и 137Cs,указав на реальную возможность их концентрирования в кормах животных, а в дальнейшем и в пищевых продуктах.

Автором, начиная с 2006 г. под руководством проф. В.А. Шкаликова комплексные исследования прямых и обратных связей в системе «автотранспорт – окружающая среда». На ландшафтной основе составлена серия карт, отражающих не только влияние природных условий на состояние автодорог Смоленской области, но и трансформацию природных геосистем под воздействием АТК.

Объект исследования: придорожные техногеосистемы на территории Смоленской области.

Предмет исследования: трансформация придорожных техногеосистем, способы минимизации и предотвращения негативных геоэкологических последствий.

Цель работы: выявить пространственно-временные закономерности трансформации придорожных техногеосистем на территории Смоленской области.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Обоснование методологии, терминологии и методики исследования.

2. Обобщение результатов предшествующих разработок проблемы трансформации придорожных техногеосистем.

3. Обзор природных факторов и историко-культурных предпосылок формирования автотранспортной сети на территории Смоленской области.

4. Комплексная оценка и сравнительный анализ трансформационных процессов в придорожных техногеосистемах на ключевых участках.

5. Разработка практических рекомендаций по повышению экологической безопасности автотранспорта и оптимизации функционирования в придорожных техногеосистемах.

Материалы, методология и методы. В основу исследования положены многолетние фактические данные, собранные автором в 2006-2012 г.г. во время полевых и камеральных работ на пяти ключевых придорожных участках. Наряду с результатами собственных исследований в диссертации использованы данные ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Смоленской области», проанализированы сведения из многочисленных опубликованных и фондовых источников.

Методология исследования базируется на геосистемном подходе по В.В. Докучаеву, В.И. Вернадскому, Л.С. Бергу, В.Б. Сочаве и др., согласно которому любой природный либо антропогенный объект/процесс следует рассматривать не изолированно, а во взаимных связях и отношениях.

Системность выдерживалась в той или иной степени в зависимости от полноты данных. Наиболее интегрирующий метод –картографирование геоситуаций на ландшафтной (геосистемной) основе. Определенные перспективы связываются также с моделированием и интегральной оценкой информационной энтропии, вызываемой в придорожных геосистемах поллютантами.

На ключевых участках изучалась степень загрязнения почвогрунтов тяжелыми металлами. С использованием стандартных методик на атомном спектрофотометре С115-М1 в лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии Смоленской области» определяли содержание валовых и подвижных форм металлов (1100 элементоопределений). Воспроизводимость результатов в среднем составила 7,5%, коэффициенты вариации содержания поллютантов -30%.

Биоиндикацию состояния атмосферного воздуха проводили по изменениям морфологических признаков растений. Образцы растений отбирали на расстоянии 1-50 м от бровки дорожного полотна. В каждой точке на одинаковой высоте выбирали листья 15-20 растений массовых видов (свыше 1000 проб). На листовых пластинках отмечались следы некроза, нарушения симметрии, появление галлов и других новообразований, свидетельствующих об ухудшении условий среды обитания.

Научная новизна работы. Впервые на геосистемном уровне, осуществлена комплексная оценка трансформации придорожных техногеосистем Смоленской области, выявлены их прямые и обратные связи, установлена направленность техногенных изменений в почвеннорастительном покрове, водных объектах, миграционных путях животных, состоянии здоровья населения. Составлена серия карт, отражающих усиление опасных процессов ослабляющих устойчивость придорожных техногеосистем.

Основные защищаемые положения исторически сложившаяся совокупность пространственно сопряженных (взаимодействующих между собой) природных геосистем (ландшафтов) и автотранспортной сети с ее инженерными коммуникациями и сервисной (АЗС и др.) инфраструктурой, подверженных возрастающей трансформации.

исследованных придорожных геосистемах определяется распространением протяженных и локальных экогеохимических аномалий в воздушной среде, поверхностных водных объектах и почвогрунтах, сокращении разнообразия местной фауны и флоры, увеличении количества миграционных барьеров для животных, адвентивных и рудеральных видов растений, усилении общей геоэкологической напряженности на федеральных и региональных автотрассах Смоленской области.

Автотранспортный комплекс по мере своего распространения и разветвления по территории Смоленской области предстает в виде системы с возрастающим количеством неопределенностей (в виде пучения грунта, оползней, эрозии почв, подтопления, заболачивания и др.), обусловленных мелкоячеистой структурой ландшафтов и деформацией их литогенной основы под воздействием обводнения.

трансформации придорожных техногеосистем связаны с ростом дорожнотранспортных происшествий, сопровождающихся гибелью людей и животных, увеличением заболеваемости верхних дыхательных путей у детей, расширением площадей и объемов несанкционированных свалок бытовых и промышленных отходов.

Оптимизация придорожных техногеосистем –комплексная проблема, решение которой возможно на путях государственно-частного партнерства и интеграции научных, образовательных и производственных организаций, проведения систематического мониторинга состояния автотрасс и придорожных ландшафтов.

Практическое значение. Результаты и выводы диссертации представляют интерес для эколого-геохимического прогнозирования и нормирования нагрузок, связанных с движением автотранспорта и концентрированием токсичных соединений (прежде всего свинца, цинка и кадмия) в придорожных почвогрунтах. Программный продукт «Мониторинг бытовых и промышленных отходов» внедрен в работу Управления Росприднадзора по Смоленской области и образовательных учреждений, используется в ходе мониторинга придорожных свалок и в процессе освоения студентами практических навыков работы с ГИС (акты внедрения).

Достоверность и апробация результатов. Достоверность выводов обеспечена использованием современного геоэкологического подхода и совокупностью независимых методов исследования, обобщением и систематизацией обширных полевых материалов, эмпирико-статистической обработкой экспериментальных данных с 5% уровнем значимости (критерий Стъюдента t= 1,98), соответствующим обеспеченности 95%, а главное, картографической визуализацией и синтезом всей полученной информации.

Публикации. Основные результаты и выводы диссертации опубликованы в 18 статьях, включая 6 статей в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Личный вклад автора определен его непосредственным участием в полевых и камеральных работах (2006-2012 г.г.), сборе, систематизации и обобщении результатов экогеохимических, биоморфологических, биоценотических анализов, а также в разработке программного продукта «Мониторинг бытовых и промышленных отходов» Смоленской области.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения,4-х глав и заключения. Список литературы включает 179 наименований, включая 23 на иностранных языках. Общий объем работы – 132 стр, в ней рисунков, 14 таблиц, 5 приложений.

За постоянную помощь в поддержку автор благодарен своему научному руководителю – професору В.А. Шкаликову, научному консультанту – профессору Е.В. Краснову, а также своим родителям – О.М. и В.В. Бузыкиным.

Придорожная техногеосистема – целостная совокупность пространственно-сопряженных природных геосистем с управляемыми автотранспортной сетью, инженерными коммуникациями и сервисной инфраструктурой.

Защитная полоса – территория вдоль а/д (до 300 м) на которой концентрации вредных веществ могут превысить ПДК.

Трансформация техногеосистемы – негативные изменения автотранспортной системы и природной геосистемы в результате их взаимодействия.

Устойчивость техногеосистемы – её способность восстанавливать или сохранять структуру и другие свойства при резком изменении внешних воздействий Восстанавливаемость техногеосистемы – её способность возвращаться в исходное состояние после внешнего воздействия.

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ И

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Проблема взаимоотношений автотранспортной системы (АТС) с природными геосистемами (ПГС) берет начало в XIII-XV веках, когда на территории нынешней Смоленской области начала формироваться развернутая сеть сухопутных транспортных путей и с этого времени длительная и масштабная техногенная трансформация придорожных геосистем лишь усиливалась. Особенно остро проблемы взаимовлияния её компонентов проявлялись в периоды военных кампаний (1812 г., 1941 г.), а 70-80 годы XX в. они оказались связанными с увеличением площадей отчуждения земель под объекты автотранспорта, резким ростом количества и интенсивности его движения по международным и федеральным трассам.

До середины XX в. природные факторы (рельеф, грунты и др.) оказывали ключевое влияние на состояние АТС, определяли саму возможность строительства дорог. Изменения погодно-климатических условий влияли на пропускную способность и скорость движения на автомагистралях. Во второй половине XX в. подъем уровня развития науки и техники позволил уменьшить влияние природной составляющей в системе взаимосвязей АТС – ПГС, что стимулировало ее прогрессивное развитие, однако при этом увеличилась техногенная нагрузка на все компоненты придорожных техногеосистем (Прил. 1,2).

Автомобильные трассы (полотно, инженерная инфраструктура) неразрывно связаны с природно–территориальными комплексами (ландшафтами, геосистемами), поэтому в процессе мониторинга приходится оценивать не только прямые, но и обратные связи между компонентами техногеосистем (рис. 1). Д.Н. Кавтарадзе (1997) предложил использование для их интегральной оценки конструктивно-экологический подход.

Рисунок 1 – Основные взаимосвязи в системе АТС – ПГС (по Д.Н.

Кавтарадзе, 1999; с дополнениями автора) Концептуально близок к тому принятый в настоящей работе геосистемный подход (рис.2), а критерии оценки состояния придорожных техногеосистем и допустимых нагрузок на них к ранее предложенным Т.И.

Моисеенко и др. (2006), В.Н. Башкиным и Н.С. Касимовым (2004) подходам идентификации негативных воздействий, выявления пространственной и временной динамики процессов воздействия и их направленности, частоты и значимости воздействующих факторов для биотических (наиболее уязвимых) компонентов, разработке оптимизационного алгоритма, рекомендаций по экологизации управления техногеосистемами (табл.1).

При этом учитывались такие свойства геосистем (ландшафтов) как их целостность, способность к саморегуляции, многокомпонентность и др.

Степень воздействия АТС на ПГС исследовалась в диапазоне от минимальных (не нарушающих равновесие в системе) до критических, кризисных и катастрофических. Общий характер техногенного воздействия определялся по составу, интенсивности и токсичности воздействующих факторов.

Рисунок 2 – Основные функциональные связи в придорожной Таблица 1 – Методологические подходы к определению воздействия и выбор критериев процессов в экосистеме (прямых и оценки состояния экосистемы обратных), обоснование оценочных Учет параметров вредного Диагностика состояния экосистемы, воздействия, их динамики и разграничение численных значений Оценка риска необратимых Определение критических уровней Управление риском (разработка оптимизационных экологоэкономических моделей) Рассматривая систему АТС–ПГС как целостность, обладающую определенным набором качественных и количественных функциональных параметров, прямыми и обратными связями, эмержентными свойствами, необходимо при их анализе учитывать также концепцию технопедогенеза М.А. Глазовского (1997).

Трансформация ТГС ведет к появлению множества негативных последствий как для почвенно-растительных систем, так и для АТС.

Наибольшее воздействие автотранспорт оказывает на биоту (растительность, животный мир), загрязняя атмосферный воздух и почвенный покров аэрозолями тяжелых металлов, углеводородами выхлопных газов и др. С другой стороны, водная и ветровая эрозия почв, заболачивание земель, морозное пучение грунтов, оползневые процессы наиболее опасны для устойчивости автотрасс.

Таким образом, общее состояние техногеосистем зависит от множества взаимодействующих факторов: уклонов рельефа, состояния растительности, почвенного покрова, состава грунтов, структуры и интенсивности транспортных потоков. Анализ исторического развития автотранспортных систем приводит к осознанию постоянно расширяющегося спектра параметров, определяющих суммарное количество и химический состав токсикантов поступающих в геосистему.

В связи с этим для характеристики геоэкологических обстановок использовались геохимические и биологические показатели состояния придорожных геосистем.

Геосистемный подход к изучению взаимодействий в системе «природа – техника – социум» разработан благодаря классическим исследованиям Л.С.

Берга, В.В. Докучаева, В.И. Вернадского, Ф.Н. Милькова, а применительно к автодорожным техногеосистемам – Д.Н. Кавтарадзе (1997, 1999), Е.И.

Павловой (2006) и др.

Не менее важен для нашего исследования геоситуационный подход, разработанный Б.И. Кочуровым (1997), А.М. Трофимовым, В.А. Рубцовым, О.П. Ермолаевым (2009) и др., который имеет более широкие возможности и может применяться к исследованию как системных так и несистемных геообразований. Динамика геосистем характеризуется изменениями в ряду:

ситуация – состояние – события. При этом её состояние может быть определено как оптимальное, критическое или катастрофическое (Widacki, 1986).

Используя фактический материал о влиянии одних компонентов системы на другие, становится возможным создание моделей, иллюстрирующих прямые и обратные реакции на различные воздействия, что позволяет планировать дальнейшие исследования, акцентировать внимание на наиболее важных факторах и особенностях исследуемой системы.

Исследование выполнялось в летние месяцы (июнь-июль) с 2006 г. по 2012 г. Для этого в различных по интенсивности движения автотранспорта районах Смоленской области были выделены пять наиболее типичных (ключевых) участков (у д. Комиссарово (Краснинский район), в районе г.

Демидов, г. Ярцево и г. Гнездово, в 2-х км от п. Холм-Жирковский) у г.

Гагарин), на которых закладывались почвенные разрезы, осуществлялся отбор почвогрунтов на геохимический анализ, характерных видов травянистых растений, велись наблюдения за переходами животных, за изменениями состояния автодорожного полотна под воздействием подъема уровня грунтовых вод, пучения грунта и др. (рис. 3).

В ходе полевых и камеральных работ использовались: описательный историко-географический, сравнительно-аналитический методы, осуществлялись картографирование и районирование территории по ряду показателей, характеризующих степень техногенной трансформации природоохранных геосистем. Основные аналитические методы исследования – атомно-абсорбционный и биоиндикационный. Сопряженность разнообразных, зачастую независимых один от другого методов исследования позволила выявить и охарактеризовать пространственную специфику техногенной трансформации придорожных техногеосистем Смоленской области не только традиционно-картографическим методом, но также с учетом результатов эмпирико-статистических моделей, биоморфологических показателей и параметров биоразнообразия, придорожной растительности (рис.4).

Рисунок 3 – Зоны максимального воздействия автомобильных дорог на Рисунок 4 – Методический алгоритм исследования В ходе анализа сточных вод придорожных автозаправочных станций оценивались параметры: цветность, запах, прозрачность, водородный показатель рН, бихроматная окисляемость, нефтепродукты, сухой остаток (мг/дм3) (по данным, полученным с 15.03.2011 по 5.06.2012 «Центром лабораторного анализа и технических измерений по ЦФО» ). Всего были проанализированы результаты 135 проб сточной воды.

Пробные площадки закладывали в придорожной полосе наиболее типичных транспортных перегонов с учетом рельефа, метеорологических, гидрологических условий местности. Площадки располагали в местах подсчета интенсивности движения автотранспорта, приблизительно в середине изучаемого перегона.

Отбор образцов почвогрунта производился на всех ключевых участках с обеих сторон от дороги на расстоянии 1м, 10м, 50м, 100м, 150м от ее полотна. Одна смешанная проба составлялась из 5 точечных, отобранных с глубины 0 – 50 см общим весом 400гр. Всего было собрано 90 образцов (рис.

5). В качестве фоновых анализировались образцы почвы, отобранные в роще д. Лонница Краснинского района.

Определение показателей содержания тяжелых металлов в почве производилось атомно-абсорбционным методом (РД 52.18.289-90) в соответствии с методикой измерений массовой доли подвижных форм металлов. Пробы почвы обрабатывались 5М – раствором азотной кислоты (р=1.42 г/см3) и в полученном растворе методом атомно-абсорбционной спектрометрии определилось содержание металлов. Обработка проб производилась в лаборатории «Центр гигиены и эпидемиологии в Смоленской области». Аттестат аккредитации №ГСЭН 025/1 2006 г.

В полевых и камеральных условиях изучались морфологические изменения в состоянии листьев растений под воздействием выбросов автотранспорта. С этой целью отбирали пробы растений, у дороги Москва – Минск вблизи г. Смоленска. Отбор проб растительного материала был произведен непосредственно у обочины дорожного полотна и на удалении от него на 50 м, 100 м, 150 м в количестве не менее 50 образцов растений каждого вида. В каждой точке выбирали листья 15–20 растений массовых видов на одинаковой высоте. Всего было исследовано 1000 образцов. На всех листовых пластинах травянистых и древесных растений отмечались наличие или отсутствие некроза, нарушения симметрии, появление галлов и других признаков, свидетельствующих об ухудшении условий среды обитания.

При проведении полевых обследований автомагистралей применялись не только методы опробования, но и визуальной оценки придорожных техногеосистем, их структурных составляющих (почвенные разрезы и профили), фотографирование, видеосъемка, а в камеральных условиях – лабораторные анализы отобранных вблизи трассы почвенных проб и образцов растений. Кроме того фиксировались свалки твердых отходов производственного и бытового происхождения, лесные пожары и палы травы, отмечались места гибели животных и др.

Для определения геохимического состава верхнего слоя почвогрунтов придорожной зоны образцы отбирали согласно ГОСТ 17.4.4.02-84. Места отбора устанавливали согласно Методическим указаниям 2.1.7.730-99.

Таблица 2– Критерии определения коэффициент концентрации (Кк) 2- 4- Затем оценивался уровень загрязнения по суммарному показателю концентрации (Zc), соответственно следующим градациям.

Таблица 3 – Критерии определения суммарного показателя концентрации 8- 16- Определение содержания валовых форм ТМ проводили по стандартным методикам на атомно-бсорбционном спектрофотометре С-115-М1.

Подвижную форму ТМ извлекали из почвогрунта аммонийно-ацетатным буферным раствором с рН 4,8, ее количественное определение осуществляли в лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии по Смоленской области» (аттестат аккредитации №ГСЭН 025/1 от 7 июня 2006 г.). Значение pH определяли с помощью иономера ЭВ-74.

Геохимические данные о концентрировании в почвах металлов на различных участках автомагистралей «Москва – Минск» и «Москва – Брянск» были статистически обработаны методом наименьших квадратов с использованием программных пакетов Mathcad 2003 и Excel.

Расчет коэффициента концентрации (Кк) микроэлементов в придорожных геосистемах производился по общепринятой формуле: Кк = Сi/Cф, где Сi – содержание микроэлемента в конкретной пробе, Сф – фоновое содержание (табл.2). Коэффициент показывает во сколько раз содержание микроэлемента на исследуемом участке выше или ниже его фонового значения. Суммарный показатель концентрации микроэлементов Zc рассчитывался по формуле Zc=Кк-(n-1), где, n – число микроэлементов, для которых Кк превысил 2 (табл. 3).

Рисунок 5 – Почвенно-литологические разрезы участков Суммарный показатель концентрации отражает совокупность нагрузки на территорию, обусловленную влиянием всех химических элементов с аномально высокими концентрациями. Кроме того, проводилось сравнение концентраций тяжелых металлов с нормативными показателями (ПДК).

Картографические объекты создавались в векторном графическом редакторе Corel DRAW, с учетом основных принципов геоэкологического картографирования: тематической полноты содержания, комплексности и избирательности. Для создания блок-диаграмм использовалась программа Microsoft Visio.

Использование традиционных методов в совокупности с новыми информационными и логико-математическими технологиями было направлено на осуществление в перспективе многофакторного системного анализа с позиции теории информации. Информационная энтропия как мера отклонений равномерного распределения долей поллютантов, при котором энтрапия максимальна, рассчитывалась по известной формуле К. Шеннона с учетом коэффициентов концентрации тяжелых металлов и ионов водорода (рН) в почвогрунтах придорожных геосистем, как сумма (со знаком минус) всех произведений долей каждого поллютанта на трех исследованных участках автотрасс, умноженных на их двоичные логарифмы.

В большинстве публикаций прошлых лет функционирование АТС исследуется во взаимоувязке с природными факторами: климатом, гидрологическими условиями, рельефом, почвогрунтами. В отечественной науке наиболее изучены влияние климата на функционирование АТС, способы и технологии создания лесных снегозащитных насаждений, проявления гололедных процессов морозного пучения грунтов (Бялобжеский 1981; Евгеньев, Каримов 1997; Зубрев 2004 и др.). Наибольшее влияние климатических условий на состояние АТС наблюдается в Нечерноземной зоне, в т.ч. Смоленской области, с резкими колебаниями температурного режима, высокой влажностью, большим количеством осадков. Образование гололеда, снежного наката, инея приводят к уменьшению коэффициента сцепления, возрастанию расхода топлива, увеличению сопротивления движению, возникновению аварийных ситуаций, вызываемых пучинистостью грунта (Аржанухина 2008, Привалова, 2008 и др.).

Детально изучены процессы перераспределения влаги и образования ледяных прослоек, в замерзшем земляном полотне возникают, которые весной вызывают переувлажнение грунта и снижение прочности дорожной одежды, вследствие чего возникают продольные и поперечные трещины и бугры пучения (Батурин 2003, Бегма, Кисляков 1969).

Погодно-климатические условия влияют на транспортноэксплуатационные характеристики дорог, их режим и безопасность движения. Это убедительно показано в работе А.В. Васильева с соавторами (2003), в которой выделены характерные изменения обочин в зависимости от периодов года, определены параметры их состояния, приведены методики расчета степени пучинистости грунтов, показаны зависимости степени деформации пучения от влажности грунта, глубины его промерзания, прочности дорожной одежды.

Негативные последствия в функционировании АТС возникают в результате стихийных природных явлений. Доказано, что около 30% разрушений, приносимых оползнями, касается автодорог и придорожной инфраструктуры (Бялобжеский 1981). Ликвидация их последствий приводит к экономическим потерям и ограничению движения транспорта.

Сопряженность дороги с ландшафтом основывается на учете закономерностей сочетания всех его элементов. Особое значение имеет учёт литогенных условий (Шкаликов, Бышевская, 2012). В зависимости от литогенных условий по-разному проявляются деформации дорожного покрытия: пучинистость, образование трещин и т.п. Не обходят авторы вниманием и взаимовлияние АТС, рельефа, литогенных условий, водопритоков и их химизма (Алексеенко, 1989; Лихачева, Тимофеев, 2002;

Немчинов, 2007). Устойчивость в системе АТС – ПГС зависит от взаимного расположения элементов рельефа, сглаживания их в соответствии с требованиями пространственной плавности трассы, ее расположению относительно водотоков (Луканин, Трофименко, 2001; Федотова 2007).

Природные ландшафты воспринимались большинством исследователей как совокупность его компонентов – рельефа, почвенно-растительного покрова с подстилающим литогенным субстатом, погодно-климатических условий и т.д., воздействующих прямо или косвенно на состояние дорожного полотна, без учета взаимосвязей (прямых и обратных), иерархии, уровней и направленности сопряженного развития. Недостаточность такого подхода была осознана в первой половине ХХ в. с распространением интереса исследователей к изучению геокомплексов, а несколько позже к исследованию геосистем, направленных на выявление связей и отношений между элементами (компонентами) с целью оптимизации территориальной организации хозяйственной деятельности. Под геосистемой (в отличие от природных ландшафтов) стали понимать целостные образования взаимодействующих природных и антропогенных компонентов (Сочава, 1978, стр. 292).

Наибольшее количество работ посвящено воздействию выбросов автотранспорта на отдельные природные компоненты. Более 80% экотоксикантов от всех видов транспорта приходится на автомобильный, их концентрация неразрывно связана с местными природно–климатическими и погодными условиями (Павлова 2000; Потапов, Хватов, 2006).

Почвогрунты исследуются как комплексная система, равновесие между компонентами которой достигается в течение длительного периода времени.

Посредствам почвогрунтов осуществляется перенос химических веществ в атмосферу, биоту, гидросферу и обратно (Добровольский, Никитин, 1986).

Тяжелые металлы влияют на состояние почвенного покрова и биоты (Подольский 1999; Мирончик 2008; Привалова 2008). Вблизи оживленных автомагистралей заметно возрастают концентрации тяжёлых металлов. Так, данные проведенных в различных районах страны исследований показывают, что содержание свинца в воздухе и почве вблизи таких магистралей превышают ПДК, в среднем на 0,2-0,5 % (Васильев 2002;

Кавтарадзе 1999).

Одна из самых острых проблем – зимнее содержание дорог. В связи с этим исследуется возможность снижения негативного воздействия на окружающую среду при организации работ по зимнему содержанию дорог (Подольский, Самодурова 2000). Теоретическое обобщение процессов транспортного загрязнения придорожных территорий, прогнозирование их состояния методами математического моделирования, оценки влияния технологий зимнего содержания автодорог на экологическую ситуацию в придорожной полосе на высоком научном уровне были даны Е.И. Павловой (2006).

Весьма существенно влияние автотранспорта на живые организмы.

Воздействие на неё оказывают не только вредные вещества, поступающие от автотранспорта, но вещества, используемые для борьбы со скользкостью дорог. Попадая в почву, содержащие хлор противогололедные материалы, накапливаются в ней. Влияние хлоридов на ихтиофауну и птиц изучено пока недостаточно, однако описаны случаи их гибели от отравления солями (Платонов 1997, Подольский 2003). Пути выхода из сложившейся ситуации:

замена токсичных противогололедных материалов нетоксичными;

использование гидрофобизаторов для покрытий дорог, например, грикола (разработан ГипродорНИИ), понижающего сцепление льда с покрытием в 3раза и предотвращающего повторное льдообразование. Радикальные экономические и социальные перемены в России неизбежно диктуют необходимость ускоренного развития дорожно-транспортной инфраструктуры, которая включает в себя автомобильные дороги и сооружения на них, транспортные средства. Каждая составляющая оказывает присущее ей локальное негативное воздействие на окружающую среду, однако в целом влияние инфраструктуры носит не только региональный, но и глобальный характер (Подольский, Артюхов, Турбин, Канищев, 1999).

Автомобильная дорога как инженерное сооружение нарушает природные ландшафты, изменяет режим стока поверхностных и грунтовых вод (Шкаликов, Бышевская, 2007; 2013). При пересечении речных долин на подходах к искусственным сооружениям нарушается средняя скорость преобладающих ветров, что приводит к изменению микроклимата и взаимосвязанных с ним явлений во флоре и фауне (Бышевская, 2010). Дорога может нарушить традиционные сезонные пути миграции животных и насекомых.

Существенно ухудшают экологическую обстановку вблизи автодорог функционирование систем водоотвода и очистных сооружений на автомобильных дорогах (Перевозников, 1982). Закладка дренажа и его эффективная работа в системе поверхностного водоотвода с автомобильных дорог влияет на сохранение устойчивости придорожных геосистем (Ильина, 2004).

К оценке и оптимизация негативного воздействия автодорог на природные объекты всё шире привлекают математические модели (Jaeger, Fahrig, 2001); нейросетевые комплексы и программные комплексы (Дулесов и др., 2010). Количество научных публикаций по проблемам геоэкологии транспорта увеличивается каждый год. Значительная часть их посвящена оптимизации геоэкологических ситуаций. Отечественные и зарубежные разработки по экологизации АТК, минимизации его негативных влияний на природную среду включают в себя не только ресурсосберегающие технологии и разработки качественно новых дорожно-строительных материалов, но также внедрение биологических и геохимических методов мониторинга автотранспортного загрязнения, разработки концепций увеличения долговечности дорожных конструкций, совершенствование нормативной базы и др. (Смирнов 1995; Самодурова 2003; Трофименко 2001;

Батурин 2003).

Экологически безопасный транспорт – неотъемлемая часть реализации концепции устойчивого развития. Под экологической безопасностью АТК, понимается не только переход на новые виды топлива, но и повышение качества дорожно-строительных и ремонтных работ. Принципиальная основа экологизации заключается в системном подходе с дифференцированным анализом всех существенных воздействий сооружения на среду, прогнозом их последствий и интегральной оценкой уровня экологической безопасности (Евгеньев1997; 1999; Каримов 1997).

рассматриваются системы более высокого ранга, нежели техникоэкономическая и административная, т.е. региональные экосистемы. В качестве основополагающего предлагается использовать конструктивноэкологический подход (Кавтарадзе 1997; 1999). Комплексному анализу геоситуаций может способствовать прикладное экологическое картографирование, использование экологических карт. (Стурман 2003).

Автодорожные предприятия имеют возможность уменьшить ущерб, наносимый окружающей среде и здоровью людей, используя предлагаемые современные технологии сбора отработанных масел, утилизации нефтепродуктов и т.д. (Хотунцев 2004).

«автомобильная дорога – окружающая среда». Среди многих публикаций, посвящённых этой проблеме, значительный интерес представляет работа, в которой детально проработаны вопросы методологии и практики обеспечения экологической безопасности эксплуатации автомобильного транспорта (Подольский, Артюхов, Турбин, Канищев 1999 и др.). В ней представлены результаты имитационного моделирования загрязняющих веществ от транспортного потока, а также дано детальное описание влияния транспортных потоков на накопление загрязняющих веществ в почвах придорожных ландшафтов.

Во многих работах рассматриваются механизмы образования токсичных выбросов двигателями автомобилей и их влияние на состояние здоровья человека (Тагаев 1999; Бышевская, Ватлина 2012 и др.). Значительное внимание уделено классификации видов воздействия автомобильной дороги на окружающую среду и население. (Глухов, Медведев 2003; Гурьев, Тутыгин, Филимонкова 1999; Ильина 2004). Авторы этих работ отмечают, что наиболее чувствительны при строительстве и эксплуатации автодорог рельеф, ландшафт, плодородный слой почвы, поверхностные воды, животный мир.

На страницах специализированного журнала «Автомобильные дороги»

публикуются статьи о влиянии климатических факторов на состояние автодорожного комплекса, о проблемах гибели животных, деформации откосов земляного полотна, содержания полос отвода автомобильных дорог (Немчинов, 2007; Немчинов, Рудакова, 2008).

В Республике Беларусь обобщены результаты комплексных исследований придорожных экосистем вдоль магистрали Москва – Минск (Вознячук Пугачевский 2006; Новицкий, 2004, 2006). В них детально проработаны вопросы влияния АТС на объекты растительного и животного мира. Выявлена зависимость состояния древесных насаждений и характер пространственного изменения фитоценотической структуры придорожных лесных сообществ от категории дороги и ее экспозиции, относительно прилегающих территорий (насыпь, дорога в нуле, выемка). Установлено, что вдоль дорог, интенсивность движения автотранспорта которых не превышает 10 000 авт/сут, происходящие процессы в лесных сообществах напоминают ход естественных природных сукцессий, характерных для данных условий произрастания.

Убедительно доказано, что вдоль наиболее нагруженных дорог современная фитоценотическая структура лесов вошла в стадию дигрессивных преобразований, выражающихся в распространении и натурализации адвентивных и рудеральных видов растений, способствуя их переходу из нарушенных мест в культурные сообщества и дестабилизации естественного растительного покрова. Полученные результаты отображают современное состояние экосистем в приделах зоны влияние АТС. Уровень смертности промысловых и иных животных различных видов на автодороге за последние пять лет увеличился на 20%, тем не менее, достаточно длительное время численность поддерживается на относительно высоком уровне за счет мигрантов (Новицкий 2004, 2007).

Среднее расстояние между участками автотрассы Москва-Минск, на которых проходят миграции животных, составляет 9,4±3,6 км. В результате постоянной сезонной гибели земноводных на путях миграций вдоль наиболее оживленных автодорог проявляется эффект "белой зоны" исчезновения локальных популяций, чьи сезонные миграционные пути пересекали автодороги.

Исследование территорий, прилегающих к автомобильным дорогам (Минск – Могилев, Санкт-Петербург – Одесса, Подольск – Кричев Ивацевичи), позволило выявить диапазон загрязнения 137 Cs, который колеблется от 55кБк/м2 до 1221 кБк/м2. Содержание 90 Sr находится в пределах 15,1-107 мг/кг (Мирончик, 2007). Автор утверждает, что на дерново-подзолистых почвах при определенной плотности загрязнения, эти элементы оказывают влияние на переход радиоактивных веществ из почвы в травостой и использование кормов с придорожных пастбищ даже при относительно невысоких плотностях загрязнения почв приведет к превышению допустимых уровней радиоцезия в продуктах сельхозпроизводства. Корма, заготавливаемые вблизи автомобильных дорог, могут содержать также соединения тяжелых металлов. Работы Белорусских коллег открывают возможность сравнения результатов, полученных в ходе исследований, проведенных на российском участке этой же магистрали Минск-Москва.

Изучению геоэкологических проблем строительства и эксплуатации автомагистралей значительное внимание уделяют за рубежом. Значение придорожных растений в снижении уровня загрязнения атмосферного воздуха изучают американские экологи (Ortega, Capen, 1999; Forman 2000).

Проведен анализ данных о снижении уровня концентрации углеводородов в зависимости от состава и структуры придорожных растений, дана оценка гибели животных на автодорогах. Выявлены закономерности увеличения гибели животных в зависимости от сезонов, связанные с фрагментацией местообитаний (Staffer, 1994; Langton 1989). В скандинавских странах успешно решаются проблемы водоотвода и создания экологически чистых методов борьбы с зимней скользкостью. (Бернтсен, Сааренкето 2005).

предопределившее прохождение по её территории во все времена важных транзитных путей сообщения. Наиболее ранняя информация о состоянии ее дорожной сети содержится в документах канцелярии Смоленского губернатора, датируемая XVI-IX веками. Представление о состоянии и проблемах дорог того времени дают многочисленные письма, жалобы, карты и другие документы, сохранившиеся в областном архиве. Во второй главе диссертации историко-культурным предпосылкам развития придорожных техно-геосистем посвящен самостоятельный раздел.

Монография Э.И. Яшкевича (2004) – первая комплексная работа, характеризующая все этапы формирования, современное состояние и проблемы автодорог Смоленской области, историю развития транспортной сети с IX в. до наших дней. Подробно описаны события 30-х годов прошлого столетия, обозначившие особый (советский) этап в формировании и развитии дорожной сети, связанный с появлением автомобильного транспорта и ростом его численности. В целях снижения расхода автотоплива и сокращения времени на перевозку грузов в то время началась реконструкция автодорог, в том числе спрямления многих старых дорог с наибольшей интенсивностью движения. Спрямлялись на отдельных участках старая Смоленская дорога, трассы Смоленск – Рославль, Смоленск – Рудня – Витебск, Вязьма – Сычёвка, Смоленск – Монастырщина и др. Автор также раскрывает проблемы функционирования дорожной сети в нелегкие военные и послевоенные годы. Отдельная глава посвящена главной транспортной артерии области – федеральной автомобильной дороги М-1, более известной как трасса «Москва – Минск». Завершает этот труд обзор современного состояния и проблем в дорожно-транспортном комплексе Смоленской области.

В работах В.А. Шкаликова, В.Т. Ватлиной и А.В. Бышевской (2011впервые к изучению геоэкологических проблем автотранспорта на территории Смоленской области применены ландшафтный, геоэкологический (геосистемный и геоситуационный) подходы с картографической и эмпирико-статистической оценкой региональной геоситуации. Подводя итог, следует подчеркнуть, что, несмотря на кажущееся обилие разработок, посвященных проблемам развития и функционирования придорожных техногеосистем комплексных работ, содержащих практически значимые результаты о региональной специфике их трансформации всё еще недостаточно, что и послужило основным поводом для выполнения данного диссертационного исследования.

Наиболее обсуждаемые проблемы – влияние на АТС погодноклиматических условий, опасности, связанные с гололедицей и пучинистостью грунтов, а также рекомендации по проектированию, строительству и содержанию автодорог (Беер, 1966; Бегма, Кисляков, 1969; Бялобжеский, 1981, 1986; Смирнов, 1995; Евгеньев, Каримов, 1997; Васильев, Ушакова, 2003;

Привалова и др., 2008; Немчинов и др., 2005, 2008). К наиболее перспективным способам защиты АТС от воздействия опасных природных факторов относят придорожные лесопарки (Юхимчук, 1964; Якубовский, 1979; Harper-Lori, 1990;

Самодурова, 2003).

В самом конце ХХ в. были выполнены более комплексные исследования связей автодорог с пересекаемыми ими водотоками, рельефом и литогенной основой (Артюхов и др., 1999; Wemple и др., 2001). Экологические аспекты функционирования АТС привлекли внимание в связи с гибелью людей и животных в автодорожных ДТП (Staffer, Jaterbock. 1994, Vos, Chardom, 1998;

Новицкий, 2004, 2007, и др.), отравлениями солями противогололедных реагентов (Николаева и др., 1998; Rosenberry et al., 1999; Подольский и др., 2000). К самым острым геоэкологическим проблемам относятся негативные последствия выбросов токсичных выхлопных газов автотранспорта (Артюхов и др., 1999; Батурин, 2003; Бумарсков, Гусакова, 2005; Аргучинцева и др., 2009).

Установлено, что техногенная трансформация придорожных ландшафтов, экотоксикация воздушной сферы вдоль автотрасс и в локальных очагах вблизи населенных пунктов приводят не только к региональным, но и к глобальным изменениям биосферы (Jager, Fahrig, 2001; Ильина, 2004; Моисеенко и др., 2006; Мирончик, 2007; Wemple et al., 2005; Немчинов и др., 2005). Особенно тревожно ухудшение геоэкологической ситуации в узлах пересечения автомагистралей с интенсивным движением транспортных средств (Кавтарадзе, 1999; Atkinson, 2000; Привалова и др., 2008).

Развиваются экодиагностика и биоиндикация придорожных ландшафтов (Allen, 1990; Ortega, Capen, 1999; Forman, 2000; Вознячук и др., 2006). Всё более осознаётся необходимость экологизации автотранспорта (Евгеньев, 1997;

Tsunokawa, Holen, 1997), разработку методов и моделей оценки состояния придорожных полос и прогнозирования (Павлова, 2000; Хотунцев, 2004;

Абрамов и др., 2005). К этой группе работ примыкают исследования по классификации видов воздействия на придорожные экосистемы и техногеосистемы (Кавтарадзе, 1999; Гурьев и др., 1999; Klein, 2000;

Артамонова, Петрищев, 2010). Экологическую безопасность и устойчивое развитие на транспорте всё больше увязывают с «наилучшей практикой управления» (Евгеньев, Каримов, 1997; Kavtaradze, 2000; Keller, Sherar, 2002;

Ryan, Turton, 2007; Данилов-Данильян и др., 2007; Kliucinininkas, 2012).

Вместе с тем в ряде работ отмечается, что интегральные оценки состояния придорожных земель возможны лишь на основе конструктивно-экологического (системного) подхода и геоэкологического картографирования (Фадеев, Шлихтер, 1987; Прохорова, Шлихтер, 1991; Кавтарадзе, 1999; Стурман, 2003;

Прохорова, 2004; Кочуров и др., 2012).

Несмотря на обилие проанализированных автором источников, выяснилась острая потребность в проведении комплексных исследований системы АТС – ПГС с учетом геолого-геоморфологических особенностей и транзитного местоположения Смоленского региона России, исторически связавшего транзитные потоки от античных времен «из варяг в греки» до современности.

В качестве исходной концепции в данной работе использован конструктивно-экологический (системный) подход, разработанный Д.Н.

Кавтарадзе (1999) в сочетании с геэкологическими принципами оценки воздействия автодорог на окружающую среду и обратных влияний природных условий на автодороги.

ГЛАВА II. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ИСТОРИКО-КУЛЬТУРНЫЕ

ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗВИТИЯ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕХНОГЕОСИСТЕМ

Геолого-геоморфологические особенности. Смоленская область располагается в западной части Российской Федерации, в центре ВосточноЕвропейской равнины, на Смоленско-Московской возвышенности. Площадь ее составляет 49786 км2. Протяженность области с запада на восток - км. На большей части территории преобладает моренно-эрозионный рельеф, преимущественно равнинный, отличается живописностью и удивительным разнообразием. Северо-запад области отличает частое чередование мореных холмов и ледниковых равнин, озовых гряд и озерных котловин, это делает его контрастным, мелкоконтурным, пересеченным, подверженным опасным для дорог эрозионным процессам, оползням и т.п.

Здесь сосредоточилось большое количество впечатляющх красотой ледниковых озер. Повсеместно распространены слабоволнистые и холмистые мореные равнины, сильно расчлененные оврагами и речными долинами (Кремень, 1977). Главным образом по равнинным ландшафтам проходит международная автотрасса М-1 (Москва-Минск), тогда как поперечная к ней дорога Велиж-Рославль пересекает зандровые, аллювиально-зандровые и моренно-зандровые комплексы.

Смоленская возвышенность (высоты до 319 м) на северо-востоке переходит в Клинско-Дмитровскую гряду, которая сложена палеозойскими известняками, глинами, песчаниками, перекрытыми четвертичными многочисленными притоками Десны и Днепра. На востоке возвышенность постепенно переходит в Московскую, а на севере сливаясь с Валдайской, образует базис главного в Европейской России водораздела между реками бассейнов Балтийского, Чёрного, Каспийского морей (Маймусов, 1990).

преимущественно доломитами и известняками девонского периода, восточнее Смоленска – известняками, глинами мергелями карбона.

Геологическое строение территории определяется залеганием под комплексом рыхлых четвертичных и верхнемеловых отложений, повсеместно распространенных на юге области и фрагментарно, на севере, где они залегают на нижнекаменноугольных и верхнедевонских породах.

Четвертичные отложения распространены повсеместно (Шкаликов, 2001). Их структура и мощность в значительной степени зависят от специфики рельефа подстилающей поверхности, сформированной в течение длительного этапа континентального развития и трансформированной затем ледниковыми процессами. Для дочетвертичной поверхности характерно наличие протяженных ложбин. Они имеют меридиональное направление и частично совпадают с древней речной сетью.

Мощность четвертичных ледниковых и межледниковых отложений увеличивается в направлении с востока на запад. Максимальные мощности (у города Рославль) приурочены к ледниковым ложбинам, а также к районам развития краевых мореных образований. Наименьшая их мощность (1 - 10 м) установлена на водоразделе Оки и Десны. В условиях слабой дренированности мореных суглинков на равнинах увеличивается риск подтопления дорог, особенно во время паводков и деформаций дорожного полотна.

Гидрогеологические условия. Регион расположен в области с достаточным увлажнением: среднегодовое количество осадков 500 - 650 мм, величина испарения 300 - 420 мм. Основные водные артерии, пополняющие естественные ресурсы подземных вод, принадлежат бассейнам Балтийского (система Западной Двины), Черного (система Днепра) морей. Густота гидрографической сети 0,3 - 0,7 км/км2, глубина вреза достигает десятков метров (Евдокимов, 1997).

На территории Смоленской области расположены верхние участки водоразделов трёх крупнейших рек Европы – Волги, Днепра и Зап. Двины.

Основная часть её (57%) входит в бассейн р. Днепра (собственно Днепра и двух его крупных притоков Сожа и Десны), восточная и юго-восточная (26%) – в бассейн Волги (её притока первого порядка – Вазузы и второго порядка – Угры), северо-западная (17%) – Зап. Двины (её притока первого порядка – Каспли и второго порядка – Ельши). Водораздельное положение области обуславливает преобладание на её территории малых рек. В её пределах насчитывается 1149 водотоков с постоянным течением. Из них всего четыре реки имеют длину свыше 200 км (Днепр – 503 км, Угра – км, Остёр – 227 км, Сож – 213 км). Одиннадцать рек имеют длину от 100 до 200 км, а 55 рек с протяжённостью от 25 до 100 км.

Средний многолетний модуль поверхностного речного стока 3,8 – л/(с км2). Основное инфильтрационное питание происходит в пределах внутренних областей – Среднерусской и Смоленско-Московской возвышенностей, максимальные отметки которых достигают 280 - 340 м.

Модуль подземного стока 0,5 - 5,5 л/км2.

интенсивности процессов водообмена. Зона интенсивного водообмена включает в себя водоносные горизонты и комплексы, находящиеся под активным дренирующим воздействием гидрографической сети, испытывающие влияние современных климатических условий и рельефа и содержащие преимущественно пресные воды. Мощность зоны 200 - 400 м (Бобров, 2006).

Питание основной части водоносных комплексов, залегающих на глубинах до 200 – 400 м и расположенных в зоне свободного водообмена, осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетекания из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Они состоят из грунтовых и напорных вод. Четвертичную толщу составляют в основном ледниковые образования, для которых характерно чередование моренных и межморенных толщ. Первые представлены валунными супесями, суглинками, песками. Водоносные горизонты, гидравлически связаны между собой и составляют единый комплекс мощностью от 5 - 15 до 80 - 100 м и более. Коэффициенты фильтрации пород находятся в пределах от тысячных долей до 36 - 37 м/сут. Глубина залегания грунтовых вод до 10 - 12, реже 25 м. В низинах участках они выходят на поверхность (рис.6).

Рисунок 6 – Заболоченные участки придорожных территорий (Ершичский р-он, а/д Рославль - Ершичи) Речная сеть густая и разветвленная (значительно выше, чем в среднем по России), ее густота составляет 450 м на 1 км2. В области протекает рек суммарной протяженностью 16,7 тыс. км. Помимо рек насчитывается более 700 водных объектов, из них 150 крупных и малых озер, общей площадью 70 тыс. га, площадь искусственных водоемов и прудов – 3556 га (Бобров, 2006). В долинах рек и озерных котловинах с малыми уклонами бортов достаточно высока опасность эрозии почв и сплывов грунта в период паводков и ливневых дождей.

Максимальный месячный сток рек наблюдается в весений период в апреле, на малых реках и ручьях (с площадью водосбора 20 кв. км и менее) – в марте. Минимальный сток обычно отечается в феврале. Годовой режим стока характеризуется высоким весенним половодьем, относительно низкой летней меженью, периодическими летними и осенними паводками.

Спад весеннего половодья длится в среднем 30 - 40 дней, на реках с заболоченными и значительно залесенными водосборами – до 60 дней. После окончания половодья на реках устанавливается межень, ее продолжительность в среднем – 105 - 110 дней.

С июля по октябрь обычно наблюдаются минимальные уровни.

Пересыхания даже малых рек в особо засушливые и холодные годы не отмечалось, в связи с существенной долей грунтового питания в стоке.

Паводки фиксируются ежегодно в различное время на протяжении летнего периода. В наиболее дождливые годы почти на всех реках проходит от 4-х до 9-ти паводков.

Климатические условия. Умеренно-континентальный климат, характеризуется относительно теплым, влажным летом, умеренно-холодной зимой с устойчивым снежным покровом и четко выраженными переходными периодами. Две трети годовой суммы осадков (500-650 мм) выпадает в виде дождя, одна треть – в виде снега.

Период с положительной среднесуточной температурой воздуха продолжается в среднем 213–243 дня. Многолетняя средняя продолжительность безморозного периода 125 –145 дней. Среднемесячная температура самого теплого месяца (июль) 17 – 18°С, самого холодного (январь) – от - 8°С до -10°С (Шкаликов, 2001).

Ежегодно фиксируются существенные отклонения от средних климатических характеристик. Во второй декаде марта, как правило, устанавливается теплая туманная и дождливая погода, которая способствует интенсивному таянию снега. Завершение снеготаяния происходит в конце марта – начале апреля (Прил. 3).

Кардымовский Хиславичский Темкинский Смоленский Руднянский Починковский Монастырщинский Ершичиский Духовщинский Демидовский Велижский р-н Рисунок 7 – Среднегодовое количество снега на автомобильных дорогах Устойчивый переход среднесуточной температуры воздуха через +5°С происходит в первой половине апреля, через +10°С – в начале мая.

С мая по сентябрь в области преобладают западные ветра, а в холодный период – юго-западные и южные. Средняя скорость ветра – от 2,0 до 3,3 м/с, а максимальная – 25,0-30,0 м/с (Велиж, Вязьма).

Снежные заносы имеют наибольшие масштабы в Демидовском и Велижском районах, здесь высота снега на автомобильных дорогах достигает до 250 мм (рис. 7). Напротив, в Ершичском, Кардымовском, Духовщинском и Починковском районах в последние годы показатели снегозаносимости снизились. Это связано, прежде всего, с обустройством лесных полос вдоль дорог. Однако в целом при протяженности снегозаносимых участков на дорогах Смоленской области свыше 2100 км лесополосы устроены лишь на участках с общей протяженностью всего 306,3 км (рис. 8,9).

Кардымовский Хиславичский Темкинский Смоленский Руднянский Починковский Монастырщинский Ершичиский Духовщинский Демидовский Велижский р-н Рисунок 8 – Количество случаев образования гололедицы на автодорогах Кардымовский Хиславичский Темкинский Смоленский Руднянский Починковский Монастырщинский Ершичиский Духовщинский Демидовский Велижский р-н Рисунок 9 – Протяженность снегозаносимых участков на автомобильных Ежегодно на автотрассах фиксируется (с октября по апрель) от 45 до случаев гололедицы, некоторое увеличение (в среднем на 2%) их числа в последние годы связано с частым переходом температуры через 0° С. В среднем за год фиксируется от 17 до 25 гололедных дней, наиболее опасны для транспортных средств декабрьские и январские дни (Прил. 4).

Погодно-климатические факторы оказывают как прямое, так и косвенное влияние на состояние дорог. Погодные условия часто ограничивают продолжительность строительного сезона или требуют применения специальных способов производства работ, удорожающих и осложняющих их выполнение.

По характеру и интенсивности проявления изменения в состоянии дорог разнообразны в виду значительной переменчивости погодных условий. Эти изменения могут быть необратимыми, требующими восстановления полотна дороги (деформация покрытия, размывы, сплывы грунта и др.) и обратимыми (наличие корки льда, снега, влаги). Наиболее важны в оценке состояния дорог отдельные показатели температуры воздуха и осадков.

На состояние дорог влияют суточные колебания температуры воздуха, и её сезонные изменения. При ясной и малооблачной погоде в летний период на асфальтированных дорогах по сравнению с окружающей территорией обычно заметно увеличивается величина радиационного баланса. За счёт уменьшения отражённой радиации, имеющего тёмный цвет асфальтового покрытия, может достигать в полдень 8-10% и более. Температура поверхности асфальтового покрытия при высокой интенсивности солнечной радиации может достигать, как показали проведенные нами наблюдения, 45С и более.

При наличии в асфальте гальки, гравия в процессе выветривания можно наблюдать их удаление с поверхности. В результате этого на поверхности асфальта появляются многочисленные углубления, которые постепенно увеличиваются в размерах, образуя ямы. Типичный пример таких изменений в составе дорожного полотна – участок асфальтированной дороги вблизи с.

Бакланово (национальный парк «Смоленское Поозерье»), на котором ремонтные работы не проводили в течение многих лет (рис.10).

Рисунок 10 – Примеры деформаций дорожного покрытия, вызванных температурными колебаниями (Вяземский р-н, трасса М-1) Вероятность значительного нагревания дорожного покрытия связана с количеством ясных дней в летний период (облачность 0-2 балла).

Количество таких дней изменяется по области в среднем за месяцы с наиболее высокой температурой воздуха (май – август) от 20 до 23%.

Повторяемость дней с ясной и переменной облачностью в области в эти месяцы близка или несколько превышает 40%.

Снизить негативное воздействие температурного выветривания на дорожное покрытие можно, увеличивая его альбедо. Осуществить это можно лишь меняя цвет поверхности. Обследование дорог с твёрдым покрытием показывает, что асфальт и асфальтобетон светлых тонов находится в целом в лучшем состоянии по сравнению с покрытиями тёмного цвета.

Деформация и даже разрушение дорожного покрытия происходит в результате морозного выветривания и пучения грунта. При смене положительных температур воздуха на отрицательные происходит замерзание попадающей в трещины дорожного полотна воды, в результате чего размеры трещин увеличиваются. Способствует этому попадание в трещины тонких частиц грунта, способных удерживать влагу. По степени пучинистости грунта (согласно ГОСТ 25100-82) территория области в основном отнесена к III-IV категориям (средне- и сильно пучинистые грунты). Пылеватые и суглинистые грунты моренных равнин потенциально наиболее опасны для дорожного строительства (Прил.5).

Кроме того, развитие пучения грунта на дорогах зависит от глубины его промерзания, которая определяется совокупным воздействием комплекса факторов, из которых основными являются: сумма отрицательных температур воздуха, накапливающаяся за холодный период года; высота снежного покрова; глубина залегания грунтовых вод, определяющая содержание влаги в толще покровных отложений.

Следует отметить, что при значительном увеличении количества автотранспорта в регионе, повышении его роли в решении социальноэкономических вопросов, снижению негативных последствий, связанных с действием климатического и литогенетических факторов, необходимо уделять серьёзное внимание. О недооценке их свидетельствуют увеличение количества аварий на дорогах, происходящих при изменении погодных и гидрогеологических ситуаций. Важно учитывать также возможные экономические и экологические последствия недооценки взаимодействия природных и техногенных факторов при использовании транспортных средств, и строительстве новых дорог.

Почвенный покров. Смоленская область находится в подзоне дерновоподзолистых почв южной тайги (Добровольский, Урусевская, 2004). В составе почвообразующих пород, представленных четвертичными отложениями различного происхождения и состава, преобладают покровные суглинки, карбонатные лессовидные суглинки, моренные отложения.

Покровные суглинки встречаются не часто и представляют собой пылеватые безвалунные сортированные поверхностные отложения желтобурого и бурого цвета, призмовидной структуры, преимущественно тяжелосуглинистые, встречаются и средне-, и легкосуглинистые разновидности. Их характерной особенностью является преобладание крупнопылеватой (0,01 - 0,05 мм) фракции (иногда более 50 %). Большая доля (до 30 %) в мелкоземе этих суглинков приходится на илистую фракцию.

Содержание песчаной фракции не превышает, как правило, 10 %. Для этих пород характерна кислая реакция среды, насыщенность основаниями – около 80 %.

Карбонатные лессовидные суглинки занимают лидирующее положение в составе почвообразующих пород территории (Шкаликов, 2001). Эти отложения содержат (с глубины 100-120 см) карбонаты. Новообразования карбонатов в пределах почвенного профиля, представлены в виде карбонатных стяжений (журавчиков), а также сплошной карбонатной пропиткой или псевдомицелиями. Карбонатные покровные суглинки характеризуются нейтральной или слабощелочной реакцией, очень высокой насыщенностью основаниями и достаточно высокой емкостью поглощения.

Моренные отложения, зачастую почвообразующие, представляет собой скопление несортированных обломков горных пород, перенесенных ледником и затем оставленных на месте снеготаяния. В составе этих отложений преобладают несортированные валунные суглинки, часто с прослойками и линзами песка. Они имеют красноватый или коричневатобурый цвет.

На лесовидных суглинках можно встретить почти все типы почв, но преобладают дерново-подзолистые. Более 30% всей территории занимают дерново-среднеподзолистые, в том числе кратковременно переувлажненные почвы. Они распространены на склонах, хорошо дренированных поверхностях местных водоразделов. Слабоподзолистые чаще всего располагаются на ровных слабо дренированных междуречьях, и в ряде небольших западин.

В области выделено (Добровольский, Урусевская, 2004) три почвенных округа: северо-западный, центральный и южный. Северо-западный включает территорию, формирование которой связано с деятельностью валдайского ледника и его талых вод. Разнообразие форм рельефа, состав и строение почвообразующих пород, связанны с различиями в увлажнении и обуславливают значительную пестроту почвенного покрова территории. В ее почвенном покрове особенно выделяется мелкоконтурность, основанная на преобладании небольших форм рельефа.

Центральный округ занимает большую часть области за исключением крайнего юга. Практически вся территория этого округа находится на Смоленско-Московской возвышенности, где преобладают крупные положительные формы рельефа, перекрытые лессовидными суглинками.

Пестрота почвенного покрова гораздо меньше, чем в первом округе и обусловлена изменениями рельефа связанными с перераспределением стока поверхностных вод. В округе преобладают дерново-подзолистые почвы.

Южный округ – аллювиально-зандровая равнина, основой почвенного покрова являются преимущественно пески и супеси, местами близко к поверхности подстилаемые мореной. Наряду с дерново-подзолистыми почвами нормального увлажнения здесь присутствуют дерново-подзолистые глееватые и глеевые. Их образованию способствуют равнинный рельеф, наличие плотного железистого слоя в иллювиальном горизонте (на глубине 50-100 см) или же морены (Добровольский, Урусевская, 2004).

Растительность. Лесной фонд Смоленской области составляет 896, тыс. га, в том числе покрытые лесной растительностью – 827,4 тыс.га.

Распределение лесов по районам области неравномерное. Средняя лесистость по области составляет 36%, в северной части – более 50% (Евдокимов, 1997). Придорожные лесополосы испытывают значительный антропогенный пресс (рис.11).

Мягколиственные насаждения составляют 60%, хвойные – 40 %.

Преобладают средневозрастные насаждения – 38%. На долю молодняков приходится – 19%, приспевающих – 21%, спелых и перестойных насаждений – 22%. Средний возраст насаждений 46 лет. Луга занимают около 18 – 20% всей территории области (Алексеев, 1949).

Сложные ельники характеризуются наличием в составе широколиственных пород (могут иметь два древесных яруса), присутствием яруса кустарников (преимущественно лещины) и преобладанием в травяном покрове неморальных видов (сныть, медуница, звездчатка ланцетовидная, зеленчук и др.). Моховой ярус не образует сплошного мохового ковра.

Видом эдификатором является ель европейская. Ельники произрастают на хорошо дренированных, богатых почвах, нередко в местах выхода на поверхность известняков, доломитов и других пород, содержащих кальций.

Сложные сосняки отличаются от других типов сосняков присутствием в их составе широколиственных пород (липы, дуба, лещины). Моховой покров развит слабо. Видом эдификатором является сосна обыкновенная. Леса этого типа приурочены чаще всего к обширным равнинам с супесчаными и песчаными почвами, обычно подстилаемыми водоупорными породами, а также к боровым террасам крупных рек (Евдокимова, 2001).

Рисуно 11 – Результаты антропогенного воздействия на придорожные лесные полосы (Смоленский р-он, п. Гнездово).

Мелколиственные леса представлены березой, осиной и ольхой серой.

Основными лесообразующими породами являются: хвойные – ель, сосна;

твердолиственные – дуб, клен, ясень; мягколиственные – береза, осина, ольха. Состав леса в значительной степени изменен человеком. На значительных площадях образовались редколесья, мелколесья.

В поймах рек встречаются разнотравно-злаковые, злаковые луга с преобладанием лисохвоста лугового, с примесью щучки, полевицы белой, мятлика, тимофеевки, осоки, клевера розового, мышиного горошка, а также осоковые луга, водно-болотное высокотравье, черноольшатники и фрагменты дубрав. На многих участках в верхнем ярусе произрастает бекмания, а ещё чуть выше сплошной покров мышиного горошка.

Встречаются щучковые луга с примесью полевицы белой. В тех местах, где полевица преобладает, урожай трав высокий.

Среди трав наиболее ценные: ежа сборная, тимофеевка, лисохвост луговой, бекмания, овсяница луговая. Также можно встретить полевицу побегообразующую, она при затоплении образует плавающие в воде побеги, клевер розовый гибридный, люцерну серповидную, язвенник многолистый, донник белый – как кормовые бобовые растения. Встречаются на лугах и ядовитые травянистые растения, такие как вех ядовитый, поручейник широколистный, лютик едкий (Евдокимова, 2001).

Доминируют среди травянистых сосудистых растений: пушица влагалищная, росянка круглолистная, шейхцерия болотная, очеретник белый, осока топяная, росянка длиннолистная. Доминантами в моховом ярусе являются сфагновые мхи: Sfagnum fuscum - на грядах и S. Balticum, S. majus S cuspidatum.

Животный мир. На территории Смоленской области встречается в период гнездования, весенне-осенних перелетов, зимовки и случайных залетов около 270 видов птиц, относящихся к 17 отрядам (Шкаликов, 2001).

Во всех районах можно встретить зайца-русака. В лесах встречается садовая соня. Она напоминает белку, но значительно мельче (длина тела около 5 см, хвост – 9,5 см).

Бобры на территории области раньше заселяли почти все водоемы, однако из-за ценного меха к началу ХХ века почти полностью были истреблены. В 30-е годы началось восстановление популяции бобров, в реках Шумячского, Ершичского, Рославльского районов, а после войны и по всей области. В лесных массивах обитает бурый медведь. Там же можно встретить и лесную куницу.

Повсеместно встречаются хорек, горностай, ласка, барсук, а также норка и выдра. Два последних вида связаны с водоемами, т.к. их пищей являются рыба, лягушки, раки, моллюски, иногда они нападают и на водоплавающих птиц (Евдокимов, 1997).

Волк и лиса типичные представители лесной фауны. На берегах водоемов распространена енотовидная собака. Из кошек в крупных лесных массивах области встречается только рысь.

Парнокопытные представлены кабаном, лосем, косулей, благородным европейским и пятнистым оленями. Они, как правило, обитают у лесных опушек. Первые два вида обычны везде, косуля встречается значительно реже, а благородный и пятнистый олени, встречаются только в Гагаринском, Вяземском, Темкинском и Рославльском районах.

Совокупность природно-климатических факторов играет выжнейшую роль в процессе трансформации придорожных техногеосистем. Снегопады и метели, резкие колебания температуры, образование снежного наката и гололедицы, нередко прерывают движение транспортных средств.

Уклоны рельефа, выемки и высокие насыпи предопределяют возможность или невозможность прокладки дорог, затраты на их строительство, показатели аварийности и т.д. Лесные массивы задерживают экотаксиканты поступающие в придорожные почвы и воздух. Вырубка лесных массивов вдоль придорожной полосы способствуют ее осушению, более глубокому промерзанию грунта зимой и более быстрому оттаиванию весной, что ведет не только к сокращению биоразнообразия на придорожных территориях, но и разрушению техногенных сооружений – структурных элементов автотранспортной системы (АТС).

2.2. Историко - культурные предпосылки развития История развития сети автодорог на территории Смоленской области продолжалось в течение длительного времени и под воздействием множества факторов. В результате их анализа выделено четыре основных этапа развития АТС, отличающиеся его воздействием на природные комплексы области (табл. 4).

предопределяло прохождение по её территории важных транзитных путей сообщения. Здесь находился наиболее сложный участок пути «из варяг в греки», который пересекал водоразделы между Днепром и Западной Двиной и Западной Двиной и Ловатью. Наиболее удобными были переходы из Днепра в Западную Двину на участке между Смоленском и Оршей и Витебском и Суражем, где расстояние между Днепром и Западной Двиной доходит до 80 км, а притоки этих рек подходят друг к другу местами до 7- км, что делало возможным переправлять суда и грузы волоком в разное время года на расстояние в 10-25 км.

Таблица 4 – Основные этапы развития АТС на территории Смоленщина – один из крупнейших транспортных узлов Европейской России. Вдоль русла р.Днепр пролегал наиболее сложный участок пути «из варяг в греки». (р.Западная Двина р.Сертейка - оз.Сапшо - р.Васильевка - р.Дряжня - р.Царевич С древнейших р.Вопь - р.Днепр.) Во времена Польско-Литовского княжества (XV времен до век), была проложена гужевая дорога - Смоленский тракт. В начале начала XVI вв. XVI века, тракт стал одним из главных торговых и дипломатических Воздействие АТС на придорожные системы минимально:

выкорчевывание деревьев, уплотнение почв для организации «волоков» между водоразделами р.Днепр и р.Западная Двина построена Старая Смоленская дорога. Изначально, дорога была грунтовой, затем получила щебёночное покрытие, было построено два плавучих моста через Днепр, стало возможным круглогодичное движение. Старая Смоленская дорога имела важное экономическое К началу XIX века сформирована разветвленная сеть областных Помимо постоянно используемых дорог, приуроченных к долинам XVII – XIX вв. рек, придолинным территориям и водоразделам, вблизи крупных населённых пунктов функционировали временные транспортные пути – зимники. Санные трассы прокладывали, выбирая наиболее короткие пути от деревень к городам. Такие дороги проходили не только по наиболее хорошо дренированным участкам, но и по смоленской дороги, испытывали значительное антропогенное воздействие в связи с большой транспортной нагрузкой во время В 30-е годы с появлением автомобильного транспорта и ростом его численности обозначился новый этап в формировании дорожной сети. В целях снижения расхода топлива, сокращения времени на перевозку грузов возникла необходимость реконструкции, и спрямления многих старых дорог с наибольшей интенсивностью XX в. движения: спрямляются на отдельных участках старая Смоленская дорога, дороги Смоленск – Рославль, Смоленск – Рудня – Витебск, строительству, была проложена крупнейшая магистраль области:

Москва – Минск, во многом повторяющая маршрут Смоленского тракта. В годы Великой Отечественной войны по этой магистрали передвигалось огромное количество тихники и резко возросло загрязнение окружающей среды. В 60-е годы быстрое развитие экономики области, появление новых более совершенных технологий строительства позволили создать относительно густую сеть дорог с твёрдым покрытием. Основу составляли: СмоленскДемидов-Велиж, Демидов-Рудня, Демидов-Пржевальское.

В результате перехода от конного транспорта к автомобильному, появления бензиновых двигателей увеличились масштабы аэрозольного воздействия на придорожные геосистемы.

Основу транспортного каркаса составляет международный Протяженность автодорог регионального и межмуниципального протяженностью 20 км; 200 км ограждений; 1500 автобусных остановок, более 1000 автопавильонов; 19 тысяч дорожных знаков и начало XXI в. указателей. Местные дороги повторяют профиль рельефа, плохо снивелированы, что увеличивает вероятность пучения грунтов, Воздействие АТК распространяется на все элементы придорожной геосистемы. В воздушную среду, поверхностные, подземные воды и почву постоянно попадает широкий спектр экотоксикантов.

Нарушается целостность и структура биоценозов. Ежегодно степень воздействия на геосистемы возрастает из-за количественного роста Во все времена на формирование дорожной сети области заметное влияние оказывали не только природные факторы, но и особенности ее социально-экономического развития. При этом влияние природных условий на формирование дорожной сети в большей мере проявилось в доиндустриальные периоды развития региона, а позже – более заметное значение имели экономические факторы и его военно-стратегическое положение.

Сеть дорог на рассматриваемой территории исторически формировалась в зависимости от размещения населённых пунктов. В первоначальном размещении поселений заметно прослеживается приуроченность большей части их к водным объектам. Обусловлено это было тем, что на ранних этапах развития данной территории реки были основными путями сообщения. Можно полагать, что и сухопутное сообщение между населёнными пунктами осуществлялись в те далёкие времена по дорогам, проходившим вдоль рек, так как приречные территории были лучше дренированы, в большей степени освоены, менее залесены.

Многие участки приречных дорог того периода сохранились до настоящего времени. Сохранились они вдоль наиболее крупных рек области (отдельные участки старой Смоленской дороги вдоль Днепра). В XVI веке была проложена ямская гоньба (Москва – Тверь) через Смоленские земли.

В 1481 г. на Смоленщине впервые была введена должность ямского пристава, отвечающего за состояние почтовых станций и дорог. Зоны его ответственности – Ямы располагались на расстоянии 30-50 верст одна от другой. Старая Смоленская дорога была построена в XVIII веке по проекту инженера Ивана Соловьёва. Изначально дорога была грунтовой, затем получила щебёночное покрытие, чуть позже у деревни Соловьёво было построено два плавучих моста через Днепр, и по дороге стало возможным круглогодичное движение. На некоторых участках дорога привязана к руслу реки Днепр и имеет менее рассечённый рельеф (технологическое преимущество), нежели современная трасса Москва – Минск.

Практически не претерпели изменений в расположении дороги, проложенные в условиях значительной пестроты геологогеоморфологических условий, особенно в пределах краевых ледниковых образований и значительной заболоченности местности. Не могла, например, менять ориентацию дорога Пржевальское – Рибшево, проходящая по единственно пригодным для её устройства в условиях сложного рельефа природным комплексам – песчаным буграм, озовым грядам, незаболоченным участкам местных водоразделов.

Помимо постоянно используемых для сообщения дорог, приуроченных в основном к долинам рек, придолинным территориям и водоразделам, вплоть до середины XX века (до окончания использования конной тяги), часто использовали, особенно вблизи крупных населённых пунктов, временные транспортные пути – зимники. Санные трассы прокладывали обычно, выбирая наиболее короткие пути от отдельных деревень к городам.

Такие дороги проходили не только по наиболее хорошо дренированным участкам, но и по низинам, и даже по торфяникам.

С давних времен в России осознавали важность учета природных условий при строительстве и эксплуатации дорог. Так, в документах канцелярии Смоленской губернии сохранилось письмо Мстиславского уездного предводителя XII в. своему губернатору, в котором говорится о том, что дорога от деревни Фролово до деревни Починок в районе деревни Цыгановка каждый год во время половодья бывает затоплена и ее приходится объезжать за две версты (причина затопления – ручей Проток, находившийся в непосредственной близости от дороги). Автор письма предлагал проложить дорогу в более благоприятном месте.

В 30-е годы XX в. на Смоленщине обозначился новый этап в формировании дорожной сети, что было вызвано появлением автомобильного транспорта и ростом его численности. В целях снижения расхода топлива, сокращения времени на перевозку грузов возникла необходимость реконструкции, в том числе и спрямления многих старых дорог с наибольшей интенсивностью движения. Спрямляются на отдельных участках старая Смоленская дорога, дороги Смоленск – Рославль, Смоленск – Рудня – Витебск, Вязьма – Сычёвка, Смоленск – Монастырщина и др.

Начавшееся в 60-е годы XX в. быстрое развитие экономики области, возросшая техническая оснащенность организаций, занимавшихся строительством дорог, появление новых более совершенных технологий их строительства позволили за период немногим более двух десятков лет создать на рассматриваемой территории относительно густую сеть дорог с твёрдым покрытием. Основу их составляли дороги: Смоленск – Демидов – Велиж, Демидов – Рудня, Демидов – Пржевальское. Но все построенные дороги этой территории имеют лишь областное значение. Транзитные перевозки в небольших объёмах осуществляются только по дороге Смоленск – Велиж, имеющей продолжение за пределами области.

Повышался и совершенствовался уровень научно-технического обеспечения дорожного строительства, в том числе и касающийся устройства дорог в различных условиях природной среды.

История дороги «Смоленск – Вязьма – Зубцов» («Старая Смоленская дорога») насчитывает многие десятилетия. В XVIII в. бывшая грунтовая сезонная дорога получила щебёночное покрытые, чуть позже жителями окрёстных деревень построено два плавучих моста через Днепр, и по дороге стало возможным круглогодичное сообщение между Смоленском и Москвой. В настоящее время она проходит через города и посёлки:

Смоленск, Кардымово, Дорогобуж, Вязьма, Сычёвка, Зубцов. Крупные мостовые переходы: река Днепр около деревни Соловьёво, построен в 1970 г.

и Вазузское водохранилище около города Сычёвка, а также через Вазузское водохранилище в деревне Хлепень. Долгое время по части маршрута дороги от Вязьмы до Смоленска проходило основное Европейское дорожное направление от Москвы.

Первая, наиболее крупная магистраль, проложенная с учётом современных требований к дорожному строительству, дорога Москва – Минск, построенная в ХХ в. накануне начала Великой Отечественной войны на месте существовавшего ранее Смоленского тракта.

От него началась и федеральная трасса М-1 «Беларусь», более известная как «Москва – Минск», которая проходит через Можайск, Гжатск (Гагарин), Вязьму, Дорогобуж, Ярцево, Смоленск, до Брестской крепости.

Анализ современного состояния транспортной сети области свидетельствует о необходимости улучшения состояния автодорог, их реконструкции с более детальным учётом особенностей природных условий и современных достижений в дорожном строительстве. Если в 1994 г. общая протяженность дорожной сети составляла 7747 км (рис.12), то на начало 2012 г. протяженность автомобильных дорог общего пользования регионального и межмуниципального значения Смоленской области достигла 10117 км. Регион занимает 32–е место по обеспеченности автодорогами среди субъектов РФ. Коэффициент сцепления с дорогой колеблется на трассах области от 0 до 68. Общее количество дорог – (Прил.1). В составе сети более 350 мостов протяженностью 20 км; 200 км ограждений; 1500 автобусных остановок и 1000 автопавильонов; 19 тысяч дорожных знаков и указателей. Количество лесополос недостаточное, составляет 56% от потребности. Практически все местные дороги повторяют профиль рельефа, что приводит к сокращению затрат на их строительство, однако они плохо снивелированы, что увеличивает вероятность пучения грунта.

Рисунок 12 – Динамика общей протяженности автодорог Смоленской области, 1994-2010 г.г. (по данным ОАО «Смолавтодор») международный транспортный коридор РЕ-2 (М-1 «Москва – Минск»).

Проходя через всю территорию Смоленской области параллельно Старой Смоленской дороге, он создает предпосылки для развития в этой зоне международного комплекса экономического, культурного и туристического обслуживания с учетом культурно-исторического потенциала области.

Протяжённость магистральной федеральной автомобильной дороги М- «Москва-Минск» около 1050 км, по области 440 км. Магистральная трасса М-1 – основная автодорожная артерия, соединяющая Россию с Западной Европой. В России дорога проходит по территории Московской и Смоленской областей. Трасса имеет подъезды к: г. Вязьма (2 км), г.

Смоленск (8 км), г. Гагарин (5 км), г. Можайск (5 км), а также объезды г.

Смоленск: с юга (44 км), с севера (31 км). Ширина проезжей части на основном протяжении 11-12 м с асфальтобетонным покрытием. Дорога проходит в условиях равнинной лесистой местности. Крутые спуски и подъемы на трассе практически отсутствуют. Максимальные уклоны не