Дорожная эрозия и борьба с ней
Под эрозией понимается совокупность процессов разрушения, переноса и отложения почв и грунтов под воздействием воды и ветра. Водная эрозия возникает при смыве и размыве почвогрунтов в результате стока ливневых и талых вод; ветровая эрозия (дифляция) связана с выдуванием и переносом мелких почвенно-грунтовых частиц ветром.
К факторам и условиям, формирующим дорожную эрозию, можно отнести: 1) изменение рельефа при строительстве дорог (подрезка склонов, разработка выемок, возведение насыпей, вертикальная планировка местности и т. д.); 2) изменение растительности (вырубка леса в полосе отвода, корчёвка пней, снятие почвенно-растительного слоя или его нарушение дорожными машинами); 3) изменение почв и грунтов (некачественная рекультивация нарушенных земель или её отсутствие); 4) изменение поверхностного стока (нарушение дождевого и талого стока с естественных водосборных бассейнов при возведении насыпей и разработке выемок, концентрация стока при устройстве водоотводных канав и водопропускных искусственных сооружений и т. д.); 5) влияние сопутствующих геологических процессов (выветривание, оползни, осыпи, оплывины, обвалы, селеобразования, карст, солифлюкация и др.). Дорожной эрозии способствует, в частности, сельскохозяйственное освоение земель (уничтожение растительности при выпасе скота, распашка склонов и т. д.).
Местные грунтовые дороги, проложенные по эрозионно-опасным склонам, после размывов и образования промоин выходят из строя и почти ежегодно переносятся на другое место. Это не только приводит к большим потерям земли, но и значительно усиливает оврагообразование, расширяет его сеть. Развитие оврагов в пределах полосы отвода автомобильных дорог высоких категорий часто связано с дефектами водоотводных сооружений: неправильным укреплением или его отсутствием при устройстве нагорных канав, кюветов, резервов, особенно при больших уклонах местности; сбросом воды из водоотводных сооружений в логе без надлежащего укрепления русел или без устройства специальных гасителей энергии водного потока.
Мероприятия по предупреждению или снижению эрозионных воздействий при строительстве автомобильных дорог можно разделить на три группы: 1)ликвидация плоскостной эрозии; 2) предупреждение струйчатой эрозии; 3)борьба с оврагообразованием.
При проектировании водоотвода уклоны и тип укрепления нагорных канав должны обеспечить отсутствие размыва отводных сооружений и предотвратить эрозию почв. В пересечённой местности экологически безопаснее проводить трассу не по склонам, а по гребням. В этом случае дорога менее заметна, меньше вызывает эрозии почвогрунтов. Угроза образования очагов эрозии должна всегда учитываться при проектировании и особенно в процессе строительства дорог. Оврагообразование более характерно для лесостепной зоны, но размывы и дифляция – постоянные спутники затянувшихся строек, где в сезоны дождей обширные площади остаются обнажёнными. Считается, что при отсутствии дерново-растительного покрова на откосе насыпи или выемки смыв грунта происходит примерно в 1000 раз быстрее, чем на естественной поверхности, покрытой растительностью. В процессе строительства редко соблюдаются границы полосы отвода. Места стоянок, временного прохода машин, случайные съезды, отвалы грунта занимают порой десятки гектаров на каждый километр дороги. Ущерб при этом происходит не только из-за непосредственной порчи природной или культурной растительности, но и от создания очагов эрозии. Особенно опасна дефляция (ветровая эрозия), связанная с уничтожением скудного почвенного покрова, который в условиях недостаточного увлажнения формировался в течение тысячелетий. При недостаточном укреплении придорожных канав, некачественной рекультивации притрассовых резервов, повреждении почвенно-растительного покрова землеройными машинами эрозия значительно повреждает прилегающие к дорогам сельскохозяйственные земли. Смываясь с откосов земляного полотна, часть грунта отлагается в виде конусов выноса у подошвы откосов, а пылеватые и глинистые частицы уносятся в водоёмы, загрязняя их. Имеются данные, что после возведения земляного полотна приток частиц в русло рядом находящейся реки и отложения в нём увеличилось в несколько раз. Большое влияние на развитие эрозии оказывает длина склонов, поскольку с увеличением длины возрастает водосборная площадь и масса стекающей воды, растёт скорость потока, его кинетическая и потенциальная энергия. На проезжей части автомобильных дорог с затяжными продольными уклонами (свыше 20‰) при выпадении дождей образуется продольный сток воды, размывающий неукреплённые обочины и приводящий к образованию на откосах земляного полотна и на склонах прилегающей местности сосредоточенных размывов значительных размеров.
Эрозии сильно подвергаются мелкозернистые пылеватые пески, пылеватые суглинки и глины, лёссы и лёссовидные суглинки, мергелистые грунты с большим содержанием глинистых частиц. Из почв наименее устойчивы серозёмы и подзолистые почвы, наиболее устойчивы чернозёмы.
Мощным противоэрозионным фактором является наличие на откосах растительности, степень влияния которой зависит от вида и состояния. Во-первых, из-за смачивания растительности часть выпадающих осадков задерживается и не принимает участия в формировании поверхностного стока, поэтому объём стока уменьшается и снижается опасность возникновения эрозии. Во-вторых, принимая на себя удары дождевых капель, растительность предохраняет поверхность склонов и откосов от раздробления агрегатов почвогрунтов и способствует уменьшению размыва. В-третьих, растительность замедляет скорость склонового стока, разособляя потоки на множество мельчайших струй. Значительное загрязнение водоёмов грунтовыми взвесями происходит при эрозионном разрушении дождевыми потоками строящегося земляного полотна, когда его откосы ещё не укреплены. В результате в руслах близлежащих рек отложения наносов увеличиваются в несколько раз. Предотвратить эрозию земляного полотна возможно быстрейшим закреплением откосов дёрном, искусственными материалами или травосеянием.