Екологічна характеристика руху транспортного потоку на ділянці міської магістралі

Необхідно визначити концентрацію шкідливих речовин СО, СnHm, NOx, що розглядаються, використовуючи залежність, для розрахунку середньодобової концентрації шкідливих речовин, для п’яти точок на відстані від краю проїзної частини до лінії забудови.

%; (1.20)

                           .

Враховуємо те, що кут між напрямом вітру і магістраллю дорівнює 90 град Необхідно визначити параметр Z для значень розрахункових точок за залежністю:

X_р=X / sin б (1.21)

Х_р=0/sin 90⁰=0;

Х_р=5/sin 90⁰=5,59

Х_р=15/sin 90⁰=16,779

Х_р=20/sin 90⁰=22,37

Отримані значення занесемо до таблиці:

Таблиця 1.4. - Комплексний параметр Z

Концентрації шкідливих речовин на краю проїзної частини:

Відповідно до l_буф =20 м, вибираємо п’ять розрахункових точок на ділянці від краю проїзної частини до лінії забудови:

,                           5,                         10,                       15,              20.

Визначаємо розрахункові значення концентрацій шкідливих речовин на ділянці від краю проїзної частини до лінії забудови, :

Концентрація для точки 1:

Для точки 2:

Для точки 3:

Для точки 4:

Для точки 5:

Отримані дані заносимо до таблиці:

Таблиця 1.5. - Концентрація шкідливих речовин

За результатами обчислень будуємо графіки:

Рисунок 1.2 - Концентрація СО

Рисунок 1.3 - Концентрація СН

Рисунок 1.4 - Концентрація NО

Було обчислено концентрацію токсичних компонентів в атмосферному повітрі для п’яти розрахункових точок на ділянці від краю проїзної частини до лінії забудови та продемонстровано на графіках залежність шкідливих речовин (СО, С_n Н_m, NO_x) від відстані до проїзної частини.

4. Оцінка результатів обчислень викидів шкідливих речовин

Одержані розрахункові значення концентрацій шкідливих речовин на ділянці в межах лінії забудови порівнюють з гранично допустимими концентраціями (ГДК). Вони наведені в таблиці 1.6.

Таблиця 1.6. - ГДК шкідливих речовин

За наявності в атмосферному повітрі декількох токсичних речовин їх відносна сумарна концентрація не повинна перевищувати одиниці:

 (1.22)

де  - концентрація відповідних шкідливих речовин в атмосферному повітрі в одній і тій самій точці.

. Х=0 м

>1;

.Х=5 м

>1;

. Х=10 м

>1;

. Х=15 м

>1;

. Х=20 м

>1.

Отже, ми розрахували екологічну характеристику руху транспортного потоку на ділянці міської магістралі. У роботі ми обрахували середнє значення пробігового викиду шкідливих речовин. Також обчислили концентрації токсичних компонентів для відстані по 5-ти розрахункових точках, за результатами обчислень побудували графіки залежності концентрацій токсичних компонентів від відстані. Потім порівняли одержані розрахункові значення концентрацій шкідливих речовин з ГДК і побачили, що в усіх точках відносна сумарна концентрація значно перевищує допустиме значення, тому ми прийшли до висновку, що необхідно розробити заходи щодо зниження концентрації шкідливих викидів у повітря.

5. Розробка комплексу заходів спрямованого на нормалізацію екологічної ситуації на при магістральній території

В сучасних умовах автомобільний транспорт стає найбільш значним джерелом забруднення атмосферного повітря, особливо великих міст. Кількість парку автомобілів у м. Києві складає 440 тис., у тому числі легкового 390 тис., рівень автомобілізації легковими автомобілями - 150 одиниць на тисячу мешканців. Внаслідок розгалуженої мережі магістральних вулиць з інтенсивними транспортними потоками, що проходять через сельбищну територію великих міст, створюються умови для безпосереднього забруднення викидами автотранспорту повітряного середовища зон житлової забудови і несприятливого впливу його на здоров‘я населення. Майже всі складові вихлопних газів автомобілів шкідливі для довкілля, а оксиди азоту до того ж беруть активну участь у створенні фотохімічного смогу.

Захисні властивості суцільних екранувальних споруд щодо зменшення впливів автотранспортних потоків можна розглядати лише відносно максимальних разових концентрацій.

За нічний період залишкове забруднення поширюється з вітром по значній території. Розміщення захисних споруд повинно забезпечувати захист (екранування) прилеглої території від прямого впливу викидів а автотранспортних потоків, а також провітрювання території від накопичених шкідливих домішок. Шумозахисні екрани призначені для приведення акустичних забруднень (шуму, пороху, газу) до нормативних гранично допустимих рівнів і встановлюються на магістралях, дорогах, мостах, переходах, біля АЗС, житлових споруд, залізничних колій.

У плані екрани можуть бути замкнутими, напівзамкнутими (з 2-3 сторін джерел шуму) і лінійними.

Універсальність екранів полягає й у тім, що вони можуть бути практично будь-якої висоти, прольоти між стійками можуть виконуватися практично з будь-яким кроком і досягати 6 метрів, а окремі частини екрана можуть зістиковуватися між собою підрізними кутами.

Зелені насадження вздовж доріг виконують функції: пилогазозахисту, протиерозійну, меліоративну, снігозатримки, закріплення ґрунту, естетичну.

Зниження концентрації шкідливих газів екранувальними смугами, насаджень можливе лише в період вегетації. Газозахисні властивості зелених смуг визначені узагальненням численних досліджень порівняно з поглинанням пилу. Базовими параметрами газозахисних зелених смуг є вид рослин, кількість дерев і їхніх рядів, структура, висота та площа насаджень. Уздовж земляних магістралей рекомендується влаштування земляних насипів або виїмок, які виконують потрійну функцію: зниження шуму, абсорбцію відпрацьованих газів і підвищення естетичності дороги. Споруджувати насипи із ґрунтів і відходів промисловості, що мало впливають на міцність і стійкість земляного полотна під дією погодно - кліматичних факторів, дозволяється без обмеження.

На укосах з великою крутизною необхідно передбачати укріплення висіванням трав із підсипкою рослинного ґрунту або дернуванням.

Перелік заходів, що дозволяють знизити вплив транспорту на навколишнє середовище:

вдосконалення нормативно-правової бази для забезпечення екологічної безпеки (сталого розвитку) промисловості та транспорту;

створення екологічно безпечних конструкцій об'єктів транспорту, експлуатаційних, конструкційних, будівельних матеріалів, технологій виробництва;

розробка ресурсозберігаючих технологій захисту навколишнього середовища від транспортних забруднень;

розробка алгоритмів і технічних засобів моніторингу навколишнього середовища на транспортних об'єктах і прилягаючих до них територіях, методів управління транспортними потоками для збільшення пропускної здатності дорожньої та вулично-дорожньої мережі у великих містах;

вдосконалення системи управління природоохоронною діяльністю на транспорті.

Таким чином, виходить, що проблеми та шляхи їх розв'язання знаходяться в області раціонального споживання природних ресурсів, захисту навколишнього середовища від негативного впливу автотранспортного комплексу.

З метою реалізації вищезазначеного підходу в умовах обмеженості технічних аспектів вирішення проблем екологічної безпеки автотранспорту для локальної території (регіон, міська агломерація, район мегаполіса, місто), на основі проведеного аналізу можуть бути сформульовані наступні завдання з ефективного зниження шкідливого впливу на населення регіону:

розробка математичної моделі взаємодії автомобілів у потоці на основі імовірнісного підходу до характеристик транспортного потоку на вулично-дорожній мережі з відомими параметрами її елементів;

оцінка енерго-екологічних характеристик транспортних потоків на основі розробленої моделі взаємодії;

вдосконалення методів оптимізації автомобільних перевезень за екологічним критерієм;

оцінка економічної ефективності варіантів оптимізації перевезень;

розробка імітаційної моделі функціонування парку рухомого складу і оперативного управління процесом перевезень при різних конфігураціях вулично-дорожньої мережі і режимів руху;

розробка нової тарифної політики для перевізників, оподатковування, штрафи та заохочення перевізників, для вдосконалювання організації та технології процесів доставки вантажів та пасажирів;

встановлення податкових пільг для підприємств, що активізують природоохоронну діяльність.

Запропоновані вимоги, створять фундамент для сприятливого розвитку сумлінної та якісної конкуренції та прихід на ринок більш високотехнологічних і уніфікованих транспортних підприємств.

Оскільки відносна сумарна концентрація шкідливих речовин у всіх точках (на лінії забудови) перевищує одиницю, то є потреби у впровадженні заходів по зниженню концентрацій. Таких як:

1.      Будівництво інженерних споруд щодо захисту навколишнього середовища, таких як будівлі, земляні насипи, уступи.

2.      Збільшення долі легкових автомобілів з 75% до 95%, що дозволить знизити інтенсивність викидів СО на 21%, C_nH_m на 27%, NO_x на 26%.

.        Зменшення в транспортному потоці долі дизельного транспорту 3 25% до 5%, що дозволить знизити інтенсивність викидів СО на 27%, C_nH_m на 31%.

.        Зниження інтенсивності руху з 700 авт/год до 200 авт/год, що дозволить знизити інтенсивність викидів СО на 68%, C_nH_m на 56%, NO_x на 79%.

.        Збільшення тривалості циклу світлофорного регулювання з 84 с до 100 с, що дозволить знизити інтенсивність викидів СО на 25%, C_nH_m на 31%, NO_x на 17%.

.        Збільшення частки ефективної тривалості дозволяю чого сигналу з 0,4 до 0,6, що дозволить знизити інтенсивність викидів СО на 20%, C_nH_m на 38%, NO_x на 1%.

.        Посадка двох смуг зелених насаджень шириною по 3 м. щільна посадка зелених насаджень, розміщена уздовж магістралі, має властивість посилювати вертикальні повітряні течії. Це призводить до зниження в приземному шарі повітря за цими спорудами концентрацій токсичних речовин. Крім того, зелені насадження мають властивість осадження ті біологічної переробки токсичних сполук, що посилює їх токсичний ефект.

8.      Зонуванням примагістральної смуги, будівництвом біля магістарлі торгово - побутових чи соціально - культурних закладів та підприємств.

Отже, ми збільшили долю легкових автомобілів з 75% до 95%, зменшили в транспортному потоці долі дизельного транспорту 3 25% до 5%, збільшили частку ефективної тривалості дозволяю чого сигналу з 0,4 до 0,6 с, впровадили посадку двох смуг зелених насаджень шириною по 3 м. Впровадження даних заходів дозволило зменшити концентрацію шкідливих речовин в примагістральній зоні.

6. Визначення еквівалентного рівня звуку на перегоні і перехресті

У нашій країні прийнятий універсальний метод розрахунку очікуваних рівнів звуку на магістральних вулицях.

Відповідно до цього методу розрахунковий еквівалентний рівень звуку на вулицях та дорогах:

,

де, - розрахунковий еквівалентний рівень звуку транспортного потоку (дБА) на відстані 7,5 м від осі ближньої смуги руху транспорту на висоті 12 м від поверхні проїжджої частини прямолінійної, горизонтальної ділянки дороги з асфальтобетонним покриттям, навколо якого в радіусі 50 м відсутня забудівля та інші перешкоди, що відбивають звук;

- сума поправок на відміну заданих умов від прийнятих для визначення , дБА

Значення  визначаємо по таблиці 9 [1].залежно від інтенсивності транспортних потоків на період складання проекту чи розрахунковий перспективний період.

= 75 дБА

Значення поправок визначаємо за таблицями 10 та 11 [1].

Для визначення поправки на кількість вантажного та громадського транспорту в потоці, з карбюраторними двигунами, підсумовуємо відсоток легкових автомобілів, вантажних до 2 т та автобусів особливо малої пасажиромісткості. За завданням ця сума складає 75%, таким чином

 дБА

За аналогією знаходимо

Враховуючи, що швидкість транспортного потоку 40 км/год,

Усереднений розрив між будинками на лінії забудови вулиці

Загалом еквівалентний рівень шуму на перегоні дорівнює:

Відповідно, еквівалентний рівень шуму на перехресті дорівнює:

7. Прогнозування еквівалентного рівня звуку в буферній зоні

Важливою задачею є прогнозування еквівалентного рівня звуку в буферній зоні.

Рівень звуку в розрахунковій точці буферної зони залежить від:

         Відстані від джерела шуму та розрахунковою точкою, що розглядається;

         Від типу джерела шуму;

         Від наявності шумозахисних зелених насаджень;

         Від наявності шумозахисних екранів - стін;

         Вік конструкції вікон та типу заповнювача віконного отвору (в разі розміщення розрахункової точки всередині будови).

Можливі два варіанти розміщення джерела шуму та розрахункової точки:

.        Якщо розрахункова точка розташована на при магістральній території до або після забудівлі. Наприклад, прогнозований еквівалентний рівень звуку на території, що прилягає до житлової забудівлі на відстані в 2 м від її фасаду визначається за формулою:

де,  - еквівалентний рівень звуку транспортного потоку (дБА) на відстані 7,5 м від осі ближньої смуги руху, дБА;

-зниження еквівалентного рівня звуку при збільшенні відстані до забудівлв;

- зниження еквівалентного рівня звуку, обумовлене наявністю шумозахисних зелених насаджень;

- те ж, шумозахисними спорудами.

Проводимо розрахунки згідно даних, які ми визначаємо в наступних пунктах:

При =9,25:

При =12,8:

При =16,8:

При =18,8:

При =21,75:

2.      Якщо шум проникає всередину будови (тобто джерело шуму знаходиться на територіїх, а розрахункова точка всередині будівлв), то розрахунковий рівень шуму визначається за наступною залежністю:

де, - зниження рівня звуку зовнішніми огорожами з віконними отворами, дБА.

Розглянемо, як визначається кожна з складових формули.

8. Зниження еквівалентного рівня звуку при збільшенні відстані між джерелом шуму та розрахунковою точкою

Транспортні джерела шуму в умовах міського руху можуть бути поділені на:

         Точкові, при вільних умовах руху;

         Лінійні, при безупинному транспортному потоці;

         Переривчасті, груповий рух автомобільного транспорту;

Обираємо п’ять точок від середини крайньої смуги руху до лінії забудови.

Прикладом джерела шуму може бути потік автомобілів, що рухаються по дорозі із середнім інтервалом S:

Точки , ,  знаходимо довільно з рисунку 3.1.

Для переривчастого транспортного потоку, коли джерело шуму являє собою окремі випромінювачі, розміщені в ряд через певну відстань S (динамічний габарит автомобіля), формула зниження рівня звуку має вигляд:

при :

при :

При =9,25 28,57:

При =12,8 28,57:

При =16,8 28,57:

При =18,8 28,57:

При =21,75 28,57:

Отже, отримані результати не перевищують нормативного рівня шуму. Це було досягнуто завдяки впровадження в буферній зоні двох смуг озеленення по 3 м кожна. При збільшенні відстані між джерелом шуму (транспортним потоком) та розрахунковою точкою був знижений еквівалентний рівень звуку.

Висновок

Ми засвоїли теоретичні питань з курсу екологічної безпеки автомобільних перевезень та вміння використовувати їх на практиці. В курсовій роботі ми розглянули типовий елемент вулично-дорожньої мережі, що уявляє собою фрагмент магістралі «перегін - перехрестя з світлофорним регулюванням».

Розвиток автомобільного транспорту спричинив збільшення транспортних засобів на дорогах. Транспортні засоби викликають багато негативних явищ: щорічно з відпрацьованими газами в атмосферу поступають сотні мільйонів тонн шкідливих речовин; автомобіль - один з головних чинників шумового забруднення; дорожня мережа, особливо поблизу міської агломерації, «з'їдає» цінні сільськогосподарські землі. Під впливом шкідливої дії автомобільного транспорту погіршується здоров'я людей, отруюються грунти і водоймища, страждає рослинний і тваринний світ.

Ми розробили комплекс заходів, спрямованого на нормалізацію екологічної ситуації на при магістральній території, а саме: збільшили долю легкових автомобілів з 75% до 95%, зменшили в транспортному потоці долі дизельного транспорту 3 25% до 5%, збільшили частку ефективної тривалості дозволяю чого сигналу з 0,4 до 0,6 с, впровадили посадку двох смуг зелених насаджень шириною по 3 м. Впровадження даних заходів дозволило зменшити концентрацію шкідливих речовин в примагістральній зоні.

Було визначено еквівалентний рівень звуку на перегоні та перехресті, в буферній зоні, за смугою зелених насаджень та за шумозахисним екраном та порівняно з нормативами рівня шуму. Отримані результати не перевищують нормативного рівня. Це було досягнуто завдяки впровадження в буферній зоні двох смуг озеленення по 3 м кожна. При збільшенні відстані між джерелом шуму (транспортним потоком) та розрахунковою точкою був знижений еквівалентний рівень звуку.

Список використаної літератури

1. Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни «Екологічні характеристики схем організації дорожнього руху». Київ, НТУ 2011 р.

2.      Д.В. Зеркалов, А.Г. Говорун, Л.П. Мержиєвська «Екологія та автомобільний транспорт», Арістей; Київ 2009 р.

.        О.О. Бакуліч. Екологічне обґрунтування вибору раціонального варіанту розташування об’єкту транспортного будівництва. НТУ Вісник, Вип. 11. - К.: 2010, с 62

.        А.Б. Д’яков, Ю.В. Ігнатьєв, Є. П. Коншин та інші. Екологічна безпека транспортних потоків, 1983 р. - М. «Транспорт»

.        Р.В. Малов та ін. Автомобільний транспорт та захист навколишнього середовища. - М «Транспорт»

.        Ю. Якубовський. Автомобільний транспорт та захист навколишнього середовища. Переклад з польської, _ М «транспорт», 1979 р.