Курсовая работа: Инженерно-экологическая оценка эксплуатации транспортной развязки кольцевой автодороги возле пос. Горская
Основным источником, определяющим современный уровень загрязнения воздуха другими компонентами, является трансграничный перенос вредных примесей, воздействие со стороны Санкт-Петербурга, а на локальном уровне - движение автомобильного транспорта по Приморскому шоссе. Последний источник является определяющим в части загрязнения воздуха поселка диоксидом азота, поскольку другие местные источники этого вещества в летний период отсутствуют, хотя в зимний период дополнительным источником диоксида азота служит печное отопление, осуществляемое в жилых постройках поселка.
Воздействие автомобильного транспорта, движущегося по Приморскому шоссе, сглаживается наличием достаточного количества зеленых насаждений (в том числе на разделительной полосе), а также приподнятым над шоссе положением основного жилого массива п. Горская. Целесообразно характер этого воздействия рассмотреть отдельно.
Расчет загрязнения атмосферы со стороны существующего транспортного потока на Приморском шоссе
Приморское шоссе пересекает поселок с севера на юг, проходя главным образом за пределами жилой застройки, которая располагается за линией железной дороги на небольшом возвышении. Шоссе имеет четыре полосы движения и разделительную полосу 12 м с двухрядной посадкой деревьев.
Как показали натурные наблюдения (20.04.99 и 24.05.99), интенсивность движения по шоссе, на сегодняшний день, составляет в среднем 1020 а/м в час, из них 70% легковых и 30% грузовых машин, в основном малотоннажных.
Расчет загрязнения воздуха производился для этой характерной интенсивности потока с целью выявить вклад Приморского шоссе в общую картину загрязнений. Для построения модели выполнена аппроксимация трассы вытянутыми прямоугольными площадными источниками, продольные оси симметрии которых совпадают с серединой проезжей части соответствующих направлений. Ширина площадных источников равна ширине проезжей части Приморского шоссе для соответствующего направления движения.
Расчет эмиссии загрязняющих веществ выполнен в соответствии с «Методикой определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов» [3], разработанной НИИ атмосферы (1999 г.). Согласно Методике определяются концентрации следующих загрязняющих веществ: диоксида азота, оксида углерода, сажи, углеводородов (бензин, керосин), диоксида серы, формальдегида, бенз(а)пирена, а так же аэрозолей соединений свинца. При вычислении эмиссии соединений свинца полагается, что только 10% карбюраторных автомобилей используют этилированный бензин. Такое ограничение принято исходя из того, что в Санкт-Петербурге и области запрещено использование этилированного бензина.
Вычисление распределения концентраций загрязняющих веществ выполнено по программе УПРЗА «ЭКОЛОГ». Мощность эмиссии площадного источника (параметр ГВС в программе УПРЗА «ЭКОЛОГ») определяется путем умножения погонной эмиссии q на соответствующую длину рассматриваемой площадки.
Основной жилой массив пос. Горская приподнят над уровнем Приморского шоссе на возвышенности высотой 6-8 м, что сказывается на пространственном распределении загрязняющих веществ. Это обстоятельство может быть учтено с помощью методики ОНД-86 [4 (Гл. 4)] и, соответственно, в программе УПРЗА «ЭКОЛОГ» путем введения поправочного коэффициента на рельеф местности. Для рассматриваемого участка Приморского шоссе этот коэффициент составляет h =1,2.
Как известно, наибольшую ширину санитарно-защитной зоны по загрязнению воздуха автомобильным транспортом дает диоксид азота, поэтому этому компоненту загрязнений при проведении ОВОС уделяется повышенное внимание.
Как показывают расчеты, влияние собственно Приморского шоссе на загрязнение приземной атмосферы диоксидом азота дает концентрации, равные примерно 0,5 ПДК (см. рис.4), что весьма близко к существующим фоновым концентрациям. Из последнего следует, что фоновые концентрации NO2 (см. табл. 4) определяются, прежде всего, движением транспорта по Приморскому шоссе. Сказанное дает основание в дальнейшем учитывать Приморское шоссе в общей расчетной схеме всей транспортной развязки с исключением его из фона.
Расчет загрязнения атмосферного воздуха в пос. Горская при функционировании транспортной развязки
Расчет загрязнения атмосферного воздуха при функционирующей транспортной развязке в пос. Горская выполнен в соответствии с методикой ОНД-86 [4], реализованной с использованием программы УПРЗА “ЭКОЛОГ”. В расчете учитываются все транспортные потоки, оказывающие влияние на качество атмосферного воздуха: Приморское шоссе, Кольцевая автомобильная дорога (КАД) с ветвями развязки, а также ул. Муромцева (с выходом на а/д Горская – Осиновая Роща ), обеспечивающая местное движение. Влияние железнодорожного транспорта не учитывается, поскольку путь электрифицирован. Указанные дороги располагаются в разных уровнях, а сама развязка имеет сложную пространственную конфигурацию, что накладывает дополнительные требования к построению расчетной модели. Следует отметить, что программа УПРЗА «ЭКОЛОГ» позволяет учесть эти особенности, и эта открывающаяся возможность реализована в представленных далее расчетах.
Сложная система проектируемых и существующих дорог и путепроводов моделируется набором площадных источников загрязнения, сопряженных между собой. Схема расположения и нумерация площадок представлена на рис. 5. В используемой модели каждая полоса движения КАД моделируется как отдельный источник загрязняющих выбросов, который разбивается далее на характерные расчетные площадки с однородными характеристиками эмиссии, зависящими от интенсивности движения на рассматриваемом участке. Согласно ОНД-86 все параметры для каждого площадного источника задаются как для одного точечного, т.е. соответствуют одному осредненному по характеристикам автомобилю, а мощность эмиссии загрязняющего вещества задается суммарная для всей рассматриваемой площадки. Суммарная мощность эмиссии находится путем умножения погонной эмиссии q (г/м×с), определяемой, исходя из данных «Методики определения выбросов…» [3], на длину соответствующего площадного источника (см. табл. 6). Приморское шоссе аппроксимируется прямоугольными площадными источниками, объединяющими потоки на каждом из направлений движения. Площадные источники, моделирующие участок местного движения по ул. Муромцева, включают всю ширину проезжей части.
Интенсивность движения по основным магистралям и ветвям развязки принимается в соответствии с данными, указанными на рис. 6.
Скорости движения на магистральных участках приняты равными 80 км/час, а на ветвях развязки 40 км/час.
Модели, заложенные в основу ОНД-86, учитывают высоту источника загрязняющих веществ, причем, как известно, концентрация быстро падает с увеличением высоты источника. Это позволяет учесть приподнятое положение соответствующих участков КАД в зоне жилой застройки (до 4-х метров над существующими отметками) и над Приморским шоссе (до 10 метров), что, по сути, определяет трехмерное расположение источников. Разбиение на площадки произведено таким образом, чтобы в пределах площадок не было значительных перепадов высот. При расчетах учитывается среднее высотное положение площадок.
Мощность эмиссии (г/м×с) загрязняющих атмосферу веществ на участках модели
Расчет распределения концентраций загрязняющих веществ выполнен с учетом эффекта суммации, который присущ ряду рассматриваемых веществ, например (NO2+SO2). Как показывают расчеты, наибольшую опасность представляет именно эта комбинация веществ, давая наиболее широкую зону загрязнения. Изолинии распределения концентраций для этого случая представлены на рисунке 7.
По другим компонентам загрязняющих веществ уровни загрязнения существенно меньше. Примером тому может служить распределение концентраций оксида углерода (СО), изображенное на рис. 8.
Расчеты показывают, что как для СО, так и для других веществ, исключая диоксид азота, наибольшие уровни концентраций, отмечаемые у кромки дороги с наибольшей интенсивностью движения (КАД), не превосходят предельно допустимых.
Это обстоятельство еще раз подчеркивает необходимость сосредоточиться на анализе загрязнения воздуха диоксидом азота, так как именно это вещество определяет наиболее широкую зону сверхнормативного загрязнения. Судя по данным, представленным на рис. 9, эта зона недопустимо велика, что предопределяет необходимость проведения природоохранных мероприятий. Вопрос о применении природоохранных мероприятий, направленных на уменьшение зоны влияния диоксида азота, подробно освещен в разделе 3. Следует отметить, что среди возможных мероприятий в настоящем проекте используются защитные экраны, устанавливаемые вдоль КАД в жилой зоне пос. Горская, и зеленые насаждения. Экраны играют двоякую роль – снижают концентрации загрязняющих веществ в воздухе и обеспечивают снижение уровней шума.
2.3. Оценка уровней шумового воздействия транспортных потоков
С экологической и гигиенической точек зрения проблема транспортного шума в пос. Горская при эксплуатации транспортной развязки является одной из самых острых, поскольку дорога будет проходить в непосредственной близости к жилой застройке. Такие условия предопределяют необходимость тщательного исследования фактических и прогнозируемых акустических условий на прилегающих территориях. Учитывая значимость этой проблемы, на стадии инженерно-экологических изысканий были выполнены измерения фоновых уровней шума, которые проводились аккредитованной лабораторией ОНИЛ Санкт-Петербургского государственного университета путей сообщения (отчет о НИР «Измерение шумового фона в поселке Горская в зоне строительства транспортной развязки», рег. №2617) [5].
Измерение фоновых уровней шума в пос. Горская.
Распространение шума от транспортных потоков в зоне жилой застройки - сложный процесс, характеризующийся такими явлениями, как интерференция, дифракция, поглощение звука элементами внешней среды и др. Все эти явления оказывают существенное влияние на формирование звукового поля.
Измерение шума от транспортных потоков в таких зонах часто затруднены из-за наличия так называемых внутриквартальных источников шума. К ним относятся физкультурные и детские игровые площадки, разгрузочно-погрузочные площадки на хозяйственных дворах магазинов, столовых и других учреждений общественного питания, гаражи, трансформаторные подстанции и др.
Основной задачей проводимых измерений являлась оценка фактического состояния шума в зоне жилой застройки пос. Горская и вблизи Приморского шоссе.
Методика проведения экспериментальных исследований.
Измерения уровней шума транспортных потоков в зоне жилой застройки пос. Горская и вблизи Приморского шоссе производились в соответствии с требованиями ГОСТ 20444 – 85 [6]. Измерительный микрофон шумомера во время измерений располагался на высоте 1,5 м. При измерениях уровней шума вблизи Приморского шоссе микрофон располагался на расстоянии 7,5 м, от оси ближней к точке измерения полосы. Для оценки уровня затухани