Анализ неоднородности почвенного покрова санитарно-защитной зоны воздушной линии электропередачи сверхвысокого напряжения
|
ВВЕДЕНИЕ 12
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 14
2 ФАКТОРЫ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЛ СВН НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ 17
2.1 Выбор места расположения земельных участков занятых линиями
электропередач 18
2.2 Размер земельных участков для размещения линий электропередачи .. 19
3 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 23
3.1 Объект исследования 23
3.2 Методика изучения почвенного покрова 27
4 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 35
4.1 Результаты 35
4.2 Обсуждения 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 62
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 14
2 ФАКТОРЫ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЛ СВН НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ 17
2.1 Выбор места расположения земельных участков занятых линиями
электропередач 18
2.2 Размер земельных участков для размещения линий электропередачи .. 19
3 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 23
3.1 Объект исследования 23
3.2 Методика изучения почвенного покрова 27
4 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 35
4.1 Результаты 35
4.2 Обсуждения 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 62
Инженерно-технические объекты такие, как линии электропередачи сверхвысокого напряжения, являются фактором, влияющим на окружающую среду. Одним из таких влияний является антропогенное воздействие на почвенный покров участков отводимых для строительства и эксплуатации таких объектов.
Строительство и эксплуатация линейно-протяженных инженерных объектов представляет собой постоянно действующий техногенный фактор, обуславливающий существенные изменения растительного и почвенного покровов, способствующий образованию неоднородности почвенного покрова, разной степени нарушенности [6]. Неоднородности почвенного покрова могут возникать, как под действием ходовых систем, навесных агрегатов, так и естественным путем.
Актуальность данной работы состоит в том, что под строительство линий электропередач отводятся достаточно большие площади земельных участков, соответственно происходит нарушение больших площадей почвенного покрова. Актуальность работы обуславливается отсутствием нормативов нарушенности земель и ответственности энергетических компаний за причиняемую деградацию. В то же время, законодательством Российской Федерации регламентируются методы оценки деградации и ответственность за сохранение почвенного плодородия [25,5].
Инженерно-техническое сооружение такое, как линия электропередач сверхвысокого напряжения (ВЛ СВН) при эксплуатации в нормальном режиме считается объектом слабо загрязняющим природную среду. Тем не менее, ВЛ СВН оказывает многоплановое негативное воздействие на окружающую среду при строительстве и эксплуатации. Одним из важнейших негативных факторов влияния на окружающую среду является нарушение почвенного покрова, которое впоследствии может приводить к деградации земель и полному изъятию их из оборота [9]. Эта проблема возникает все чаще и чаще, в связи с тем, что под строительство линий электропередач отводятся достаточно большие площади земельных участков.
Целью данной работы является оценка неоднородности земель санитарно-защитной зоны воздушной линии электропередач сверхвысокого напряжения по степени нарушенности почвенного покрова южной тайги Западной Сибири.
Для достижения представленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить нарушения почвенного покрова произведенные при строительстве воздушной линии электропередачи сверхвысокого напряжения (ВЛ СВН) в 1967 г., а так же эксплуатационный нарушения приобретенные в 1986 г.
2. Охарактеризовать степени нарушенности земель санитарно-защитной зоны, образованных при строительстве и эксплуатации ВЛ СВН.
3. Выявить закономерности распределения нарушенных участков в санитарно-защитной зоне: расположения, площадей, периметров и формы участков разной степени нарушенности.
4. Сопоставить антропогенную и естественную неоднородности земель санитарно-защитной зоны.
Результаты работы могут быть реализованы при выполнении оценки воздействия на окружающую среду объектов линейной протяженности и оценки объемов рекультивационных работ при прокладке просеки ВЛ СВН. Проведенный анализ может быть использован для оценки ущерба от механического нарушения почвенного покрова земель СЗЗ и определения штрафных санкций за высокую степень деградации плодородного слоя почв.
Анализ естественной и техногенной неоднородности почвенного покрова санитарно-защитной зоны ВЛ СВН с характеристикой параметров нарушения производится в первые.
Строительство и эксплуатация линейно-протяженных инженерных объектов представляет собой постоянно действующий техногенный фактор, обуславливающий существенные изменения растительного и почвенного покровов, способствующий образованию неоднородности почвенного покрова, разной степени нарушенности [6]. Неоднородности почвенного покрова могут возникать, как под действием ходовых систем, навесных агрегатов, так и естественным путем.
Актуальность данной работы состоит в том, что под строительство линий электропередач отводятся достаточно большие площади земельных участков, соответственно происходит нарушение больших площадей почвенного покрова. Актуальность работы обуславливается отсутствием нормативов нарушенности земель и ответственности энергетических компаний за причиняемую деградацию. В то же время, законодательством Российской Федерации регламентируются методы оценки деградации и ответственность за сохранение почвенного плодородия [25,5].
Инженерно-техническое сооружение такое, как линия электропередач сверхвысокого напряжения (ВЛ СВН) при эксплуатации в нормальном режиме считается объектом слабо загрязняющим природную среду. Тем не менее, ВЛ СВН оказывает многоплановое негативное воздействие на окружающую среду при строительстве и эксплуатации. Одним из важнейших негативных факторов влияния на окружающую среду является нарушение почвенного покрова, которое впоследствии может приводить к деградации земель и полному изъятию их из оборота [9]. Эта проблема возникает все чаще и чаще, в связи с тем, что под строительство линий электропередач отводятся достаточно большие площади земельных участков.
Целью данной работы является оценка неоднородности земель санитарно-защитной зоны воздушной линии электропередач сверхвысокого напряжения по степени нарушенности почвенного покрова южной тайги Западной Сибири.
Для достижения представленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить нарушения почвенного покрова произведенные при строительстве воздушной линии электропередачи сверхвысокого напряжения (ВЛ СВН) в 1967 г., а так же эксплуатационный нарушения приобретенные в 1986 г.
2. Охарактеризовать степени нарушенности земель санитарно-защитной зоны, образованных при строительстве и эксплуатации ВЛ СВН.
3. Выявить закономерности распределения нарушенных участков в санитарно-защитной зоне: расположения, площадей, периметров и формы участков разной степени нарушенности.
4. Сопоставить антропогенную и естественную неоднородности земель санитарно-защитной зоны.
Результаты работы могут быть реализованы при выполнении оценки воздействия на окружающую среду объектов линейной протяженности и оценки объемов рекультивационных работ при прокладке просеки ВЛ СВН. Проведенный анализ может быть использован для оценки ущерба от механического нарушения почвенного покрова земель СЗЗ и определения штрафных санкций за высокую степень деградации плодородного слоя почв.
Анализ естественной и техногенной неоднородности почвенного покрова санитарно-защитной зоны ВЛ СВН с характеристикой параметров нарушения производится в первые.
Антропогенное воздействие на земли СЗЗ приводит к созданию различных по масштабу, возрасту и происхождению неоднородностей почвенного покрова, что обуславливает деградацию земель, с последующим длительным (более 30 лет) периодом естественного восстановления плодородия этой территории.
Проведенные исследования выявили, что почвенные неоднородности различаются по возрасту и происхождению. Одни образованы при строительстве, другие - в процессе эксплуатационной механической чистки просеки от кустарно-древесной растительности. Нарушения земель, производимые при строительстве ВЛСВН (1967г.) имеют большие площади нарушений и большее разнообразие по степени нарушенности, периметру и фактору формы, чем образованные при эксплуатации ВЛ СВН.
Установлено, что распределение размеров площадей нарушенных участков, их периметров имеют степенной характер распределения случайной величины со смещением медианы к минимальным значениям относительно центра выборки. Фактор формы имеет параметрическое распределение случайной величины.
По форме участки, образованные при строительстве более тяготеют к округлой форме, а эксплуатационные - к вытянутой овальной. Распределение случайных величин эксплуатационных нарушений близко по форме к нормальному распределению, что указывает на случайный характер их формирования.
Установлено, что наиболее распространёнными по степени нарушенности являются средне нарушенные участки. Это обусловлено тем, что произвести нарушение глубокое и более масштабное гораздо сложнее. Слабо нарушенные участки восстанавливаются естественным путем, так, что с возрастом просеки их выявить становится все труднее. Расположение на просеке, среди ненарушенных участков отмечается по всей просеке, однако наибольшая концентрация таких участков выявлена вблизи опор, в местах, где располагались технические устройства.
На территории изучаемой просеки было выявлено наличие насыпных грунтов. Такие участки характерны большими площадями и отмечены в местах установки опор. Это явление объясняется тем, что при строительстве установке опор ВЛСВН, происходит изъятие большого количества грунта для раскопки котлована. Затем избыточный грунт раскладывается на прилегающей территории. Такие участки выделяются в отдельную группу нарушений и являются одним из факторов возникновения антропогенноизмененных почв.
Показано, что неоднородность земель СЗЗ обусловлена не только антропогенными нарушениями, но и естественной неоднородностью, унаследованной от парцеллярной структуры леса и воздействием в прошлом опада и корневых систем деревьев на морфологические свойства почв. Следы действия этих факторов, фиксируются в морфологии почв. Выявлено, что циклические колебания мощности гумусового горизонта определяются вертикальной трещинной сетью текстурно-дифференцированного слоя дерново-подзолистых почв.
С помощью вейвлет-анализа выявлена иерархически соподчиненные циклы неоднородности почвенного покрова на малых дистанциях. Установлено наличие 8 уровней иерархии неоднородности почвенного покрова, каждый из которых может иметь свой характеристический масштаб и, соответственно, почвенный индивидуум. Показано, что наиболее оптимальный масштаб для изучения антропогенной неоднородности 1:1000. Проведенные натурные исследования площадей нарушенных участков СЗЗ ВЛ СВН подтвердили этот масштаб, как характеристический для выявления размеров и формы техногенных нарушений почвенного покрова.
Полученные данные помогают формировать общую картину генезиса неоднородности земель СЗЗ ВЛ СВН. Следует отметить, что результаты
проведение анализа характеристик нарушенных почв можно использовать не только на землях линий электропередачи, но и на землях других линейных сооружений.
Проведенные исследования выявили, что почвенные неоднородности различаются по возрасту и происхождению. Одни образованы при строительстве, другие - в процессе эксплуатационной механической чистки просеки от кустарно-древесной растительности. Нарушения земель, производимые при строительстве ВЛСВН (1967г.) имеют большие площади нарушений и большее разнообразие по степени нарушенности, периметру и фактору формы, чем образованные при эксплуатации ВЛ СВН.
Установлено, что распределение размеров площадей нарушенных участков, их периметров имеют степенной характер распределения случайной величины со смещением медианы к минимальным значениям относительно центра выборки. Фактор формы имеет параметрическое распределение случайной величины.
По форме участки, образованные при строительстве более тяготеют к округлой форме, а эксплуатационные - к вытянутой овальной. Распределение случайных величин эксплуатационных нарушений близко по форме к нормальному распределению, что указывает на случайный характер их формирования.
Установлено, что наиболее распространёнными по степени нарушенности являются средне нарушенные участки. Это обусловлено тем, что произвести нарушение глубокое и более масштабное гораздо сложнее. Слабо нарушенные участки восстанавливаются естественным путем, так, что с возрастом просеки их выявить становится все труднее. Расположение на просеке, среди ненарушенных участков отмечается по всей просеке, однако наибольшая концентрация таких участков выявлена вблизи опор, в местах, где располагались технические устройства.
На территории изучаемой просеки было выявлено наличие насыпных грунтов. Такие участки характерны большими площадями и отмечены в местах установки опор. Это явление объясняется тем, что при строительстве установке опор ВЛСВН, происходит изъятие большого количества грунта для раскопки котлована. Затем избыточный грунт раскладывается на прилегающей территории. Такие участки выделяются в отдельную группу нарушений и являются одним из факторов возникновения антропогенноизмененных почв.
Показано, что неоднородность земель СЗЗ обусловлена не только антропогенными нарушениями, но и естественной неоднородностью, унаследованной от парцеллярной структуры леса и воздействием в прошлом опада и корневых систем деревьев на морфологические свойства почв. Следы действия этих факторов, фиксируются в морфологии почв. Выявлено, что циклические колебания мощности гумусового горизонта определяются вертикальной трещинной сетью текстурно-дифференцированного слоя дерново-подзолистых почв.
С помощью вейвлет-анализа выявлена иерархически соподчиненные циклы неоднородности почвенного покрова на малых дистанциях. Установлено наличие 8 уровней иерархии неоднородности почвенного покрова, каждый из которых может иметь свой характеристический масштаб и, соответственно, почвенный индивидуум. Показано, что наиболее оптимальный масштаб для изучения антропогенной неоднородности 1:1000. Проведенные натурные исследования площадей нарушенных участков СЗЗ ВЛ СВН подтвердили этот масштаб, как характеристический для выявления размеров и формы техногенных нарушений почвенного покрова.
Полученные данные помогают формировать общую картину генезиса неоднородности земель СЗЗ ВЛ СВН. Следует отметить, что результаты
проведение анализа характеристик нарушенных почв можно использовать не только на землях линий электропередачи, но и на землях других линейных сооружений.