USTALANIE LOKALIZACJI I DOBÓR PARAMETRÓW PRZEJŚĆ DLA ZWIERZĄT PROBLEMY I DOBRE PRAKTYKI W PROJEKTOWANIU

Transkrypt

1 USTALANIE LOKALIZACJI I DOBÓR PARAMETRÓW PRZEJŚĆ DLA ZWIERZĄT PROBLEMY I DOBRE PRAKTYKI W PROJEKTOWANIU Mgr Rafał T. Kurek Uniwersytet im. A. Mickiewicza Mgr Daniel Maranda Biuro Ekspertyz i Projektów budownictwa Komunikacyjnego EKKOM 1. Wpływ dróg na dziko Ŝyjące zwierzęta. Współczesna infrastruktura komunikacyjna oddziaływuje znacząco i wszechstronnie na dziko Ŝyjącą faunę. Intensywność, skala i ekologiczne znaczenie tego oddziaływania wynikają bezpośrednio z lokalizacji i liniowego charakteru inwestycji, przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych oraz natęŝenia ruchu pojazdów w fazie eksploatacji. Negatywne oddziaływania dróg moŝna podzielić na: a) bezpośrednie (oddziaływanie na osobniki i ich populacje), które powodują: - całkowite zahamowanie lub utrudnianie przemieszczania się zwierząt w poprzek drogi; - śmiertelność zwierząt w wyniku kolizji z pojazdami; b) pośrednie (oddziaływanie na warunki siedliskowe), które powodują: - przerywanie ciągłości strukturalnej korytarzy migracyjnych (ekologicznych) oraz siedlisk; - zniszczenie siedlisk fauny i pogorszenie warunków jej egzystencji w zasięgu istniejącej infrastruktury oraz w strefie podwyŝszonego stęŝenia emisji związanych z ruchem pojazdów; - ułatwienie ekspansji gatunków synantropijnych. Jedną z najpowaŝniejszych ekologicznych konsekwencji rozwoju infrastruktury drogowej jest uniemoŝliwienie swobodnego przemieszczania się zwierząt, czyli powstanie zjawiska bariery ekologicznej. W wyniku

2 funkcjonowania tych barier dochodzi do szeregu negatywnych skutków ekologicznych, z których większość wynika z trwałego podziału obszarów siedliskowych zwierząt na mniejsze fragmenty z utrudnionym kontaktem pomiędzy organizmami je zamieszkującymi. Fragmentacja pociąga za sobą: a) izolację populacji zwierząt oraz ich obszarów siedliskowych; b) ograniczenie moŝliwości wykorzystywania areałów osobniczych poprzez zahamowanie migracji związanych ze zdobywaniem poŝywienia, szukaniem miejsc schronienia; c) ograniczenie i zahamowanie migracji i wędrówek dalekiego zasięgu oraz zahamowanie ekspansji gatunków i kolonizacji nowych siedlisk; d) ograniczenie przepływu genów i obniŝenie zmienności genetycznej w ramach populacji; e) zamieranie lokalnych populacji i w efekcie obniŝenie bioróŝnorodności obszarów przeciętych drogami. Podstawowym czynnikiem kształtującym powstanie bariery fizycznej dla przemieszczających się zwierząt jest modyfikacja naturalnej rzeźby terenu przez prowadzenie niwelety drogi na wysokich nasypach lub w głębokich wykopach oraz grodzenie dróg. W przypadku dróg pozbawionych ogrodzeń ochronnych, wysokość deniwelacji i kąt nachylenia skarp decydują o obecności i skali oddziaływania bariery fizycznej. Progowe wartości deniwelacji powodujące znaczące ograniczenie przemieszczania się zwierząt przedstawiają są następujące [1]: a) dla bezkręgowców (bez zdolności do aktywnego lotu), płazów, gadów i małych ssaków - nasypy o wysokości > 1,0 m i wykopy o głębokości > 1,5 m; b) dla wszystkich grup i gatunków zwierząt naziemnych z duŝymi ssakami włącznie nasypy o wysokości > 2,0 m i wykopy o głębokości > 3,0 m. W kaŝdym z powyŝszych przypadków dotyczy to skarp o nachyleniu większym niŝ 1:2;

3 Modyfikacje rzeźby terenu powyŝej podanych wartości powodują ograniczenie przemieszczania się w takim stopniu, Ŝe jedynie pojedyncze osobniki będą podejmowały próby przekraczania drogi a większość zwierząt będzie przemieszczała się wzdłuŝ podstawy nasypów i wzdłuŝ górnych krawędzi wykopów. 2. Przejścia dla zwierząt funkcje, znaczenie ekologiczne, podstawowe typy konstrukcji. Przejścia dla zwierząt są podstawową metodą minimalizacji barierowego oddziaływania dróg na dzikie zwierzęta. Spełniają one dwie podstawowe funkcje: a) stwarzają warunki umoŝliwiające bytowanie tych zwierząt, których areały osobnicze przecina droga zwierzęta muszą mieć moŝliwość korzystania ze środowisk połoŝonych po obu stronach drogi; b) umoŝliwiają migracje, wędrówki i dyspersję osobnikom przemieszczającym się na duŝe odległości - kluczowa funkcja przejść dla zwierząt, waŝna szczególnie dla ochrony rzadkich gatunków o duŝych wymaganiach przestrzennych. Skuteczność przejść dla zwierząt zaleŝy od wielu czynników, które naleŝy uwzględnić na etapie projektowania, budowy i uŝytkowania drogi. NajwaŜniejsze z nich to: - właściwa lokalizacja przejść; - odpowiednie zagęszczenie obiektów; - dobranie właściwego typu i parametrów przejścia do sytuacji przestrzennej, ekologicznej oraz gatunków zwierząt, jakim przejście ma słuŝyć; - zróŝnicowanie rodzajów przejść występujących w sąsiedztwie, tak by wszystkie gatunki (o róŝnych wymaganiach) mogły przekraczać drogę;

4 - odpowiednie zagospodarowanie (aranŝacja) terenu na najściach i dojściach do przejść oraz na ich powierzchni; - czas realizacji obiektu i stopień zmian terenu w okresie budowy; - właściwe utrzymanie i ochrona przejść. Przejścia dla zwierząt moŝna ogólnie podzielić na: a) przejścia po powierzchni drogi (nie ogrodzone fragmenty drogi); b) przejścia dolne - zlokalizowane pod drogą (Fot. 2), c) przejścia górne - zlokalizowane nad drogą (Fot. 1). Fot. 1. Przykład optymalnego rozwiązania przejśćia górnego zielony most przy drodze B33 w Niemczech. Fot. 2. Przykład optymalnego przejścia dolnego pod estakadą autostrada A98 w Niemczech. Niektóre typy przejść dla zwierząt oprócz funkcji ekologicznych mogą równieŝ częściowo spełniać funkcje gospodarcze. Z tego względu moŝna podzielić je na dwie kategorie: a) przejścia samodzielne - przeznaczone wyłącznie do celów ekologicznych; b) przejścia zespolone budowane przy załoŝeniu moŝliwości ich wykorzystywania takŝe dla innych celów, w tym gospodarczych.

5 3. Optymalny model ustalania lokalizacji przejść dla zwierząt. Ustalanie lokalizacji przejść dla zwierząt powinno przebiegać w dwóch etapach: - etap I - określenie lokalizacji obszarów konfliktowych przebiegu drogi z przebiegiem korytarzy ekologicznych (migracyjnych fauny) oraz z rozmieszczeniem obszarów siedliskowych fauny; etap II - szczegółowe określenie lokalizacji projektowanych obiektów na podstawie wielokryterialnej waloryzacji krajobrazu pod kątem moŝliwości przemieszczania się zwierząt. W etapie II zaleca się uwzględnienie następujących czynników: - przebieg lokalnych szlaków migracyjnych ssaków kopytnych w zasięgu ich areałów osobniczych przede wszystkim w odniesieniu do jelenia i sarny; - rzeźba terenu odpowiednio duŝe deniwelacje sprzyjają optymalnemu wkomponowaniu obiektów w przestrzeń krajobrazową; - obecność i rozmieszczenie naturalnych struktur przestrzennych sprzyjających migracjom fauny niektóre struktury biotyczne (np. ciągi gęstych zakrzaczeń, śródleśne obszary łąk o liniowym przebiegu, wydłuŝone obszary podmokłe etc.) oraz abiotyczne (np. jary i wąwozy, wały ziemne etc.) powodują ukierunkowanie przemieszczania się zwierząt; - układ sieci hydrograficznej doliny oraz strefy brzegowe cieków a takŝe brzegi zbiorników wodnych są często wykorzystywane i penetrowane przez zwierzęta, powodując ukierunkowanie ich przemieszczania się; 4. Charakterystyka parametrów przejść dla zwierząt oraz podstawowe błędy popełniane przy ich projektowaniu. 4.1 Przejścia po powierzchni drogi. Jest to najprostsze przejście polegające na pozostawieniu bez ogrodzenia fragmentu drogi. Minimalna szerokość przejścia to 200 m,

6 zalecana powyŝej 500 m. Droga na odcinku takiego przejścia musi przebiegać w poziome otaczającego ją terenu lub tylko nieznacznie róŝnić się wysokością i nie moŝe posiadać oświetlenia i barier ochronnych. Odcinek drogi powinien być posiadać trwałe ograniczenie prędkości jazdy (50 km/h). Tego typu rozwiązanie charakteryzuje się niewielką skutecznością ze względu na nieprzestrzeganie ograniczenia prędkości przez kierowców w większości przypadków. Ponadto przejście takie moŝe być lokalizowane na drogach o niewielkim obciąŝeniu ruchem nie przekraczającym 6000 pojazdów na dobę [3] oraz na drogach, które nie są zlokalizowane na przecięciach z korytarzami migracji o znaczeniu krajowym i międzynarodowym. 4.2 Przejścia górne. a) Most krajobrazowy. Jest to przejście nad drogą w formie wiaduktu o efektywnej szerokości w najwęŝszym miejscu co najmniej 80 m [2]. Szerokość przejścia zwiększająca się płynnie (lejkowato) w kierunku podstawy najść w obu kierunkach tworząc kształt podwójnej paraboli w rzucie pionowym. b) DuŜe przejście górne, tzw. zielony most. Przejście w formie wiaduktu nad drogą. Budowa takich przejść jest zalecana przede wszystkim dla przemieszczania się duŝych ssaków kopytnych (jeleń, łoś). Szerokość w najwęŝszej, środkowej części wynosi m [2] i powinna zwiększać się płynnie (lejkowato) w kierunku podstawy najść, w obu kierunkach. Najczęściej występujące błędy podczas projektowania przejść górnych: - przyjęcie zbyt małej szerokości poniŝej wymiarów akceptowalnych przez poszczególne gatunki zwierząt (Fot. 3); - zbyt duŝy kąt nachylenia powierzchni przejść i obszarów najść w efekcie brak widoczności drugiej strony drogi (Fot. 3);

7 Fot. 3. Przejście górne o zbyt małej szerokości, dodatkowo z brakiem widoczności obszaru po drugiej stronie drogi (autostrada A4). - zbyt mały kąt rozwarcia nasypów najść oraz złe wkomponowanie w otoczenie w efekcie ograniczenie dostępu zwierząt do przejścia (Fot. 4). Fot. 4. Zbyt strome i Ŝle ukształtowane nasypy najść do przejścia oraz martwe nasadzenia roślinności osłonowo-naprowadzającej (DK nr 5). - lokowanie w bezpośrednim sąsiedztwie przejść zbiorników ekologicznych 1 i innych elementów odwodnienia w efekcie utrudniony dostęp zwierząt do obiektu oraz działanie odstraszające; - wykorzystanie gruntów pochodzących z wykopów zamiast gleby urodzajnej niska skuteczność wysiewów i sadzenia roślin (głównie przesychanie) (Fot. 4); - brak odpowiedniego kształtowania warunków osłonowych najczęściej tylko wysiew traw, brak dodatkowego wysadzania bylin, krzewów i drzew, 1 Zbiorniki odparowujące, retencyjne itp.

8 co powoduje ograniczenie bazy pokarmowej i schronień dla małych i średnich zwierząt; - wykorzystanie obcych geograficznie gatunków roślin zagroŝenie przenikania ekspansywnych gatunków do naturalnych biocenoz. 4.3 Przejścia dolne. a) Przejście dolne duŝe pod estakadą. Rozwiązanie tego typu polega na poprowadzeniu drogi nad powierzchnią terenu, na estakadzie, przy przekraczaniu poprzecznych, rozległych obniŝeń terenu, związanych zwykle z ciekami wodnymi. Najskuteczniejsze rozwiązanie związane jest z zachowaniem ekologicznej ciągłości dolin rzecznych. Optymalne przejście charakteryzuje się następującymi parametrami (w obszarze dostępnym dla zwierząt) [2]: wysokość od powierzchni terenu 5 m, rozstaw przęseł > 15 m, zachowanie istniejącej roślinności pod estakadą ewentualnie jej odtworzenie przez nowe nasadzenia. b) Przejścia dolne duŝe. Są to przejścia w formie wiaduktu pod drogą (w nasypie drogowym) o przekroju prostokątnym lub eliptycznym. Budowa takich przejść jest zalecana przede wszystkim dla przemieszczania się duŝych ssaków kopytnych. Minimalne wymiary (światło) to [2]: szerokość 15 m, wysokość 3,5 m, współczynnik względnej ciasnoty 2 1,5, w przypadku dróg dwujezdniowych zaleca się stosowanie doświetlenia powierzchni przejścia przez stosowanie otworów lub szczelin doświetleniowych w pasie dzielącym jezdnie jeśli umoŝliwia to konstrukcja obiektu. c) Przejścia dolne średniej wielkości. Konstrukcja takiego przejścia jest podobna do przejścia duŝego; róŝni się tylko wymiarami. Przejście jest przeznaczone przede wszystkim dla 2 Współczynnik względnej ciasnoty jest to iloczyn wysokości i szerokości przejścia podzielony przez jego długość zgodnie z Rozporządzeniem MTiGM [4].

9 średnich ssaków kopytnych. Minimalne wymiary są następujące [2]: szerokość 6 m, wysokość 2,5 m, współczynnik względnej ciasnoty 0,7. W przypadku powierzchni dróg przejścia dwujezdniowych przez stosowanie zaleca się otworów doświetlenia lub szczelin doświetleniowych w pasie dzielącym jeśli pozwala na to konstrukcja obiektu. Najczęściej występujące błędy podczas projektowania duŝych i średnich przejść dolnych: - stosowanie zbyt małego światła obiektów - poniŝej wymiarów akceptowalnych przez poszczególne gatunki (zwłaszcza jeleniowate) (Fot. 5); Fot. 5. Przejście dołem dla zwierząt średnich (sarna) o zbyt małym świetle (droga ekspresowa S-69). - zawęŝanie efektywnej szerokości płyty pomostu przez przyczółki ze skarpami oporowymi na ich powierzchni co powoduje ograniczanie światła obiektów i dostępu zwierząt; - umacnianie skarp oporowych przyczółków materiałami betonowymi (np. aŝurowymi płytami) bez przykrycia warstwą gruntu odstraszający wpływ na zwierzęta; - odsłonięcie powierzchni konstrukcyjnych przyczółków (Fot. 6); - lokowanie na powierzchni przejść i w bezpośrednim sąsiedztwie widocznych i na infrastruktury na zwierzęta; powierzchni towarzyszącej gruntu (Fot. 7) elementów odwodnienia odstraszający wpływ

10 - brak osłonowych nasadzeń roślinności w obszarach wejściowych odstraszający wpływ na zwierzęta; - lokowanie w bezpośrednim sąsiedztwie przejść zbiorników ekologicznych i innych elementów odwodnienia, co utrudnia dostęp zwierząt do obiektu; - brak struktur roślinnych naprowadzających zwierzęta do przejścia; - wykorzystywanie gruntów pochodzących z wykopów zamiast gleby urodzajnej w efekcie niska skuteczność wysiewów i nasadzeń roślin (podatność na przesychanie); Fot. 6. Betonowe umocnienia przyczółków element odstraszający zwierzęta (autostrada A2). Fot. 7. Urządzenia podczyszczające widoczne w obszarze przejścia (DK nr 11, obwodnica Piły). - częsta obecność odpadów budowlanych (gruz, resztki materiałów) odstraszający wpływ na zwierzęta; - wykorzystywanie gruboziarnistych surowców w umacnianiu powierzchni przejść, co utrudnia dostęp zwierząt (głównie małych).

11 d) Przejścia dolne małe Są to przejścia w formie przepustu pod drogą. Obiekt przeznaczony jest głównie dla małych ssaków. Minimalne wymiary są następujące [2]: szerokość 2 m, wysokość 1,5 m, współczynnik względnej ciasnoty 0,07. Powierzchnia przejścia powinna być pokryta materiałem pochodzenia naturalnego (piasek, drobny Ŝwir). e) Przejścia dla płazów Przejście o prostokątnym (zalecanym) lub eliptycznym przekroju w postaci przepustu pod drogą. Przejścia jest lokalizowane na szlakach sezonowych migracji płazów. Powinny się składać z grupy 2-4 przepustów połoŝonych w odległościach co 50 m. Przejścia te są wykorzystywane prawie wyłącznie przez płazy. Wymiary minimalne to: szerokość 1,0 m, wysokość 0,75 m [2]. Przepusty są zintegrowane z systemem płotków ochronno-naprowadzających i wykonane z prefabrykatów betonowych w kształcie litery C o wysokości: cm. Powierzchnia przejścia powinna być pokryta materiałem pochodzenia naturalnego (piasek, drobny Ŝwir). Najczęściej występujące błędy podczas projektowania małych przejść dolnych i przejśc dla płazów: - zastosowanie zbyt małego światła obiektów poniŝej wymiarów akceptowalnych przez poszczególne gatunki; - brak płynnego połączenia powierzchni przejścia z otoczeniem, co utrudnia dostęp zwierząt (Fot. 8);

12 Fot. 8. Brak płynnego połączenia wylotów przepustu z otoczeniem. - lokowanie w bezpośrednim sąsiedztwie przejść zbiorników ekologicznych i innych elementów odwodnienia (podobnie jak w przypadku wcześniej opisanych przejść duŝych i średnich), co utrudnia dostęp zwierząt do obiektu oraz działa odstraszająco; - brak osłonowych nasadzeń roślinności przy wylotach; - brak warstwy gruntu mineralnego w przypadku obiektów o przekroju kolistym i owalnym, co utrudnia dostęp zwierząt. 4.4 Przejście dolne zespolone. Są to obiekty pod drogą, w nasypie, budowanye głównie dla celów gospodarczych i dodatkowo pełniące funkcje ekologiczne. WyróŜnia się następujące rodzaje tych obiektów: a) Poszerzone mosty dla średnich i duŝych cieków wodnych. Przeznaczone głównie dla przemieszczania się duŝych i średnich ssaków. Poszerzonym mostem naleŝy objąć szeroki pas brzegu powyŝej poziomu zalewania - najlepiej po obu stronach cieku. Minimalne wymiary (dla jednego brzegu) [2]: wysokość 3,5 m dla potoków i małych rzek 5 m dla duŝych rzek; zaś szerokość powinna być większa od szerokości cieku. Powierzchnia przeznaczona dla zwierząt powinna mieć naturalne pokrycie, w tym warstwę gleby urodzajnej w strefie nasłonecznionej, gdzie naleŝy stosować nasadzenia krzewów oraz dopuścić spontaniczny rozwój roślinności zielnej i bylin. W przypadku dróg

13 dwujezdniowych zaleca się stosowanie doświetlenia powierzchni przejścia podobnie jak opisano poprzednio. b) Przejścia dolne zespolone z drogą dla zwierząt duŝych i średnich. Droga zlokalizowana na powierzchni przejścia o niewielkim natęŝeniu ruchu moŝe słuŝyć co najwyŝej do obsługi dojazdów do pojedynczych zabudowań lub przysiółków wiejskich. Nawierzchnia drogi nie moŝe być utwardzana asfaltem i betonem; dopuszcza się umacnianie nawierzchni kruszywami naturalnymi. Minimalne wymiary (strefy przeznaczonej dla zwierząt) [2]: wysokość 3,5 m dla zwierząt duŝych, 3,0 m dla zwierząt średnich; szerokość 8,0 m. W przypadku dróg dwujezdniowych zaleca się stosowanie doświetlenia powierzchni przejścia. c) Przejścia (przepusty) zespolone z ciekami wodnymi dla zwierząt małych i płazów Ciek wodny (strumień, kanał, rów) powinien być zlokalizowany w centralnej części przekroju przepustu. Wymiary [2]: wysokość 1,0 m (zalecana 1,5 m), szerokość równa potrójnej szerokości cieku wodnego. Najczęstsze błędy występujące przy projektowaniu przejść górnych i dolnych zespolone z drogami: - stosowanie asfaltowej nawierzchni drogi odstraszający wpływ na zwierzęta; - nieodpowiednio umocnione nawierzchnie dróg tłuczniowych, szutrowych, co prowadzi do rozsypywania materiału na pobocze i przez to utrudnia rozwój roślinności; - lokowanie barier energochłonnych, znaków drogowych i innych obiektów bezpieczeństwa i sterowania ruchem na powierzchni i w sąsiedztwie przejść - odstraszający wpływ na zwierzęta (Fot. 9); - pozostałe błędy wskazane wcześniej dla przejść górnych/dolnych.

14 Fot. 9. Element obcy w postaci bariery energochłonnej odstraszający zwierzęta (autostrada A2). Najczęstsze błędy występujące przy projektowaniu przejść dolnych zespolone z ciekami wodnymi: - umacnianie koryt cieków z wykorzystaniem betonu, co zniechęca zwierzęta do korzystania z tego typu obiektów; - zbyt małe światło obszaru przeznaczonego dla zwierząt, zwłaszcza szerokość obszarów powyŝej strefy zalewania, co utrudnia dostęp zwierząt; - w przypadku przepustów brak suchych półek powyŝej strefy zalewania płynnie połączonych z otoczeniem, co utrudnia dostęp zwierząt (Fot. 10); - pozostałe błędy wskazane wcześniej dla przejść dolnych. Fot. 10. Brak suchych półek w przepuście wypełnionym wodą uniemoŝliwia wykorzystanie obiektu przez zwierzęta (autostrada A2). 5. Podsumowanie Przejścia dla zwierząt są najlepszym rozwiązaniem minimalizującym oddziaływanie inwestycji liniowych na populacje zwierząt. Skuteczność ekologiczna przejść zaleŝy od szeregu kluczowych czynników przede

15 wszystkim właściwej lokalizacji i doboru odpowiednich parametrów konstrukcyjnych ale takŝe od harmonizacji obiektów z przestrzenią krajobrazową, kształtowania ich powierzchni i bezpośredniego otoczenia, działań o charakterze osłonowym etc. Te ostatnie czynniki bardzo często sprawiają duŝe kłopoty w trakcie prac projektowych, prowadząc do licznych błędów konstrukcyjnych obserwowanych przy obecnie istniejących obiektach. W referacie podjęto próbę wskazania tych błędów z intencją ich unikania w przyszłości, dzięki zwróceniu uwagi na pewne aspekty często dośc błahe w wymiarze projektowania konstrukcji a istotne w kontekście skuteczności planowanych przejść w praktyce. Autorzy opierali się na doświadczeniach z wieloletniego monitoringu prowadzonego w państwach Europy Zachodniej. Obecnie w Polsce bardzo istotne jest prowadzenie moŝliwie szerokiego monitoringu juŝ wybudowanych przejść w celu określania efektywności ich wykorzystania przez zwierzęta oraz wyciągania dalszych wniosków odnośnie konstruowania tego typu obiektów o jak najwyŝszej skuteczności. Literatura: [1] Wytyczne wykonywania ocen oddziaływania dróg krajowych na środowisko. Biuro Ekspertyz i Projektów budownictwa Komunikacyjnego EKKOM Sp. zo.o. Kraków; materiały w przygotowaniu. [2] Jędrzejewski W., Nowak S., Kurek R., Mysłajek R.W., Stachura K., Zawadzka B. Zwierzęta a drogi. Metody ograniczania negatywnego wpływu dróg na populacje dzikich zwierząt. Wydanie II. Zakład Badania Ssaków PAN, BiałowieŜa; [3] Iuell B., Bekker G. J., Cuperus R., Dufek J., Fry G., Hicks C., Hlaváč V., Keller V. B., Rosell C., Sangwine T., Tørsløv N., Wandall B., le Maire B. (red.). Wildlife and traffic: a European handbook for identifying conflicts and designing solutions. COST 341. KNNV Publishers, Delft [4] Rozporządzenie Ministra Transportu I Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inŝynierskie i ich usytuowanie (Dz. U Nr 63, poz. 735).