Дипломный проект выполнил Осокин Евгений
Санкт-Петербургский Технический Университет
2000 год
Представлен анализ исходного состояния окружающей среды: результаты химического анализа почв, радиационное обследование, измерение фоновых уровней шума, определение фоновых концентраций загрязняющих веществ в воздухе. Выполнены расчеты по загрязнению почвы свинцом, загрязнению атмосферного воздуха, расчет уровней шумового воздействия.
Предложены следующие природоохранные мероприятия: шумозащитный экран, защитные зеленые насаждения. Выполнен расчет эквивалентных уровней шума и загрязнения воздуха, при использовании шумозащитных экранов и защитных зеленых насаждений.
На основании выполненных расчетов представлена санитарно-защитная зона (СЗЗ). Обеспечены допустимые уровни загрязняющих веществ для селитебных территорий за пределами СЗЗ.
Ключевые слова: инженерно-экологическая оценка эксплуатации транспортной развязки, загрязнение почвы свинцом, загрязнение атмосферы, расчет уровней шумового воздействия, шумозащитный экран.
Ecological estimation of exploitation of flyover crossing of a ring-type motorway near Gorskaja.
In this paper the analysis of environment initial state is submitted: outcomes of soils chemical analysis, radiation level determination, initial noise levels measurement, definition of initial concentrations of pollutants in air. Soil pollution by lead were proceeded as well as air pollution, calculation of noise levels.
The following nature protection measures are offered: noise barrier, vegetation planing. The calculation of equivalent noise levels and air contamination were executed in the work, at usage noise barrier and vegetation planing
Considering all listed above a buffer zone were planing. All state standards are complied outside the zone.
Keywords: ecological estimation of flyover crossing exploitation, soil pollution by lead, air contamination, levels of noise evaluation, noise barrier.
Введение
1. Анализ современного состояния окружающей среды в зоне строительства
2. Воздействие транспортной развязки на окружающую среду
2.1. Загрязнение почвы свинцом
2.2. Загрязнение атмосферного воздуха
2.3. Оценка уровней шумового воздействия транспортных потоков
3. Природоохранные мероприятия
3.1. Мероприятия по защите от шумовых воздействий
3.2. Эффективность снижения экраном концентраций оксида и диоксида азота
3.3. Зеленые защитные насаждения
3.4. Концентрации загрязняющих веществ в воздухе после проведения природоохранных мероприятий
3.5. Мероприятия по охране почв
3.6. Мероприятия в процессе строительства
3.7. Санитарно-защитная зона. Рекомендации по использованию территорий
Заключение
Литература
Приложение 1. К расчету эквивалентного уровня шума и шумозащитных экранов.55
Приложение 2. Расчет стоимости шумозащитного экрана. Анализ рынка стеклопакетов и расчет стоимости остекления .59
Транспортная развязка в пос. Горская играет важнейшую роль в общей схеме развития кольцевой автодороги (далее КАД) вокруг Санкт-Петербурга. Создание развязки связано не только со сложными техническими, но и экологическими проблемами. Последние обусловлены тем, что объект расположен частью в Курортном, частью в Приморском районах, и непосредственно вторгается в жилую зону. Строительство первого участка кольцевой автодороги от станции Горская до Приозерского шоссе разрешено распоряжением губернатора Санкт-Петербурга В.А. Яковлева от 7 сентября 1998 года №879-Р, при условии выполнения требований Закона Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды».
Необходимость строительства КАД назрела около 20 лет назад. Именно тогда стали рассматриваться первые проекты строительства КАД. Однако сегодня проблема строительства КАД встала особенно остро. Дороги города уже не справляются с возрастающим потоком автотранспорта. Необходимо вывести поток транзитного транспорта, состоящего в основном из грузовых машин большой грузоподъемности, за пределы города. Тем самым решаются сразу несколько проблем: снижается поток автотранспорта на улицах города, уменьшается количество пробок и заторов, и снижаются выбросы вредных веществ от автотранспорта в атмосферу города.
Санкт-Петербург несомненно выиграет от строительства КАД.
С другой стороны, воздействию загрязнений от транспортных средств подвергнется природа вокруг КАД. Здесь надо действовать с особой осторожностью, минимизируя ущерб окружающей среде, тем более, что КАД неизбежно проходит сквозь тело поселка, будучи привязанной к комплексу защитных сооружений от наводнений. Поэтому необходимо тщательное проведение оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) и применение всех доступных природоохранных мероприятий.
Особое внимание необходимо уделить таким характерным для автотранспорта воздействиям, как выбросы диоксида азота и излучение шума.
Особенность проведения ОВОС при строительстве рассматриваемой транспортной развязки состоит в недостаточно полном методическом обеспечении. Существующие методики расчета были созданы для простых линейных объектов, к тому же частью устарели или содержат серьезные ошибки. Эти обстоятельства по возможности были учтены в настоящей работе.
Так как ОВОС достаточно объемная работа, то в данном дипломном проекте акцент был сделан на наиболее важные факторы воздействия на окружающую среду.
Целью работы является проведение ОВОС по важнейшим видам воздействия со стороны автомобильного транспорта (загрязнение воздуха и почвы, шум) на основе моделей, учитывающих сложную пространственную конфигурацию развязки, а также обоснование необходимых природоохранных мероприятий.
Уровни воздействия на окружающую среду загрязняющими веществами определяются непосредственно техническими характеристиками и расположением на местности проектируемого участка КАД и развязки.
Согласно заданию проектируемый участок КАД отнесен к I-б технической категории.
Основные параметры КАД:
- ширина зем. полотна – 35 м
- ширина проезжей части – 2х11,25 м
- наибольший продольный уклон – 20%
- расчетная скорость движения – 120 км/ч
- расчетная скорость транспортного потока– 80 км/ч
- количество полос движения – 6
- ширина разделительной полосы –5 м
Кольцевая автодорога и развязка запроектированы в соответствии со СНиП 2.05.02-85 «Автомобильное дороги».
На рисунке 1 представлена схема расположения развязки кольцевой автодороги и Приморского шоссе.
Основные проектные документы по транспортной развязке в пос. Горская разработаны ЗАО «Петербург-Дорсервис» (дорожная часть), ЗАО «Стройпроект» (путепроводы), ЗАО «Экотранс-Дорсервис» (экологическое обоснование).
Полученные в дипломной работе результаты автора вошли составной частью в ОВОС «Инженерный проект транспортной развязки Кольцевой автомобильной дороги с Приморским шоссе в районе пос. Горская».
Район станции Горская, на территории которой планируется строительство транспортной развязки, расположен на северном побережье Финского залива в пределах Курортного и Приморского районов Санкт-Петербурга.
Рельеф местности ровный, с небольшими возвышенностями. Высота над уровнем моря до 30 метров. Непосредственно в зоне строительства объекта высоты не превышают 15 метров над уровнем моря.
Территория строительства расположена на северо-западной окраине Русской плиты Восточно-европейской платформы. Кристаллические породы - граниты, гнейсы, сланцы, слагающие фундамент плиты, метаморфического и магматического происхождения.
Техногенные отложения встречаются везде, где имеются населенные пункты и проходят дороги. Представлены они насыпными грунтами, состоящими из песка, гравия, щебня с включением обломков древесины, кирпича и органических остатков.
Рассматриваемая территория расположена в пределах Приневской низменности на северном побережье Финского залива. Рельеф региона сравнительно молодой, образовавшийся во время таяния последнего (Валдайского) ледника. Приневская низменность представляет собой плоскую слегка всхолмленную равнину с высотами до 10 - 30 метров над уровнем моря, сильно заболоченную. Заболоченности способствует плоский рельеф широкое распространение ленточных глин, слабопроницаемых для воды, почти полное отсутствие дренажа при слаборазвитой речной сети. Низменность террасами спускается к заливу. Террасы образовались в результате постепенного понижения уровня древнего Литоринового моря.
Большая часть поселка Горская занимает наиболее высокую террасу (до 30м над уровнем моря) с волнистым рельефом, местами заболоченную. В сторону Финского залива терраса спускается под уклоном 30-45О, за железной дорогой и Приморским шоссе переходит в заболоченную низину, на территории которой и планируется разместить транспортную развязку. Низина представляет собой слабонаклонную равнину окаймляющую Финский залив полосой, шириной от 0,5 до 5,0 км, сложенную на глубине глинами и суглинками, сверху перекрытыми супесями и песками. Границы этой равнины очерчены сохранившимися абразионными валами, которые хорошо просматриваются вдоль северного побережья залива.
Поверхность самого участка строительства низменная, плоская, сильно заболоченная с высотами порядка 0,9 - 3,2 м, захламленная строительными железобетонными отходами. Значительные площади залитые водой чередуются с небольшими повышениями, состоящими из песка и насыпного грунта на средних, полутвердых, неоднородных суглинках с гравием, галькой и валунами до 20%, перекрытыми почвенно-растительным слоем .
В целом, с геологической и геоморфологической точек зрения район можно оценить как благоприятный для строительства.
Территория Санкт- Петербурга и его окрестностей, включая район поселка Горская, в гидрогеологическом плане размещается на северо-западном крыле Ленинградского артезианского бассейна. По своей структуре артезианский бассейн делится на три водоносных горизонта: кристаллический фундамент, вендско-палеозойский осадочный чехол и четвертичный покров.
Подземные воды фундамента в районе поселка Горская не используются из-за высокой минерализованности (1-3 г/л сухого остатка). Практический интерес представляет водоносный горизонт с пресной водой в песчаных слоях нижней части гдовского комплекса венда, мощностью 50-80 м. На территории Курортного района глубина залегания комплекса составляет от 60 м и более. Подземные воды высоконапорные, по химическому составу гидрокарбонатно-натриевые, используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
По данным инженерно-геологических изысканий, проведенных в 1972-1989 годах Государственным предприятием “Трест ГРИИ “ на территории проектируемой транспортной развязки, постоянный горизонт грунтовых вод приурочен к насыпным грунтам, болотным отложениям, а также к позднеледниковым и послеледниковым пескам пылеватым, средней крупности и гравийным грунтам. Поверхность вод зафиксирована на глубине от 0,0 до 2,9 м с образованием открытого зеркала воды на пониженных участках. Грунтовые воды имеют гидрокарбонатно-калиево-натриевый состав при минерализации, не превышающей 0,5 г/л. Они неагрессивны или обладают слабой степенью агрессивности по отношению к бетонным и железобетонным конструкциям [2].
Климат данного района умеренно-холодный, влажный, переходящий от морского к континентальному. Ведущим климатообразующим фактором является циркуляция воздушных масс. Наиболее характерен западный перенос, вследствие которого здесь в течение всего года преобладают ветры, поступающие с Атлантики. Это обусловливает продолжительную мягкую зиму и короткое прохладное лето. Наряду с этим в значительной степени проявляется и влияние Арктики.
Северные ветры вызывают резкое и, в некоторых случаях, длительное похолодание зимой. Изредка на территорию вторгается континентальный воздух, приносящий зимой мороз, а летом жару.
В холодное время года ветры наиболее устойчивы по направлению и наибольшие по силе. Летом ветры ослабевают и становятся менее устойчивыми по направлению.
Наибольшая скорость наблюдается в зимнее время, летом она несколько ниже, а среднегодовая - составляет 4,6 м/с.
В целом, климат можно охарактеризовать следующим образом: длительная зима с большим количеством оттепелей (в среднем длится 104 дня), короткое прохладное лето (74 дня), затяжные осень и весна.
В районе поселка Горская на участках строительства автомагистрали и транспортной развязки преобладают почвы подзолистого типа. По трассе КАД на территории жилой застройки, под садами и огородами почвы дерново-подзолистые, плодородные, удобренные. На некоторых участках, особенно на пустошах, почвы часто переувлажненные, подзолисто-глеевые, местами заболоченные, по механическому составу суглинистые. Подстилающими почвообразующими породами служат озерно-ледниковые суглинки и супеси.
Территория строительства кольцевой транспортной развязки заболочена. Здесь распространены подзолисто-глеевые и торфяно-болотные почвы на бедных безкарбонатных породах глинах и суглинках или на заторфованных грунтах и плавунах. Любое строительство на таких грунтах требует особых технологий: дренажных работ, подсыпки песка, гравия и т.п.
Площадь от границы болота до Финского залива засыпана мощным слоем песка.
Район предполагаемого строительства транспортной развязки расположен в пределах южной тайги. Характерные для тайги густые смешанно-хвойные лиственные леса, когда-то покрывавшие всю территорию, под влиянием антропогенной деятельности полностью изменили свой характер. Коренная растительность в районе сохранилась только на заболоченных участках, в частности на площади строительства и представляет собой заросли багульника, кассандры, подбела, пушицы, сфагновых мхов, осоки и других влаголюбивых растений с редким чахлыми сосенками, березами и ивовыми кустами.
На территории строительства редких, исчезающих и охраняемых видов растений нет.
До недавнего времени леса и водоемы региона изобиловали разнообразными типично таежными животными. Освоение территории Карельского перешейка положило начало изменению животного мира. В лесах, окружающих район ст. Горская, обычными в настоящее время являются млекопитающие: из хищников - лиса, норка, хорь, выдра; из копытных особенно распространен лось, пятнистый олень. Повсеместно живут еж, заяц-беляк, землеройки. Многочисленны грызуны - белка, крыса, мыши. Много птиц. Леса и луга населяют дрозды, дятлы, воробьиные, глухарь, тетерев. На водоемах гнездятся утки, чайки, а во время сезонных перелетов останавливаются лебеди, гуси, казарки, кулики, утки.
Разнообразна фауна рек и озер: обычными являются щука, плотва, лещ, окунь, ерш, налим, корюшка, салака.
На территории строительства редких, исчезающих и охраняемых видов животных нет.
Решением городского Совета народных депутатов от 20.07.90 г. № 21, в непосредственной близости от пос. Горская образован “ Юнтоловский заказник “, площадью 2015 га. Заказник создан с целью сохранения приморских ландшафтов северо-восточной части Финского залива, мест обитания редких видов растений; трассы пролета, гнездования и остановок на пролете редких видов птиц; нерестилищ рыб. Природный комплекс заказника имеет достаточно высокую способность к самовосстановлению. Любое строительство вблизи его территории нежелательно. Однако транспортная развязка находится на значительном удалении от заказника (около 10 км).
Фоновые уровни загрязнения почвы
В ходе подготовки дипломной работы для определения исходного состояния почв был проведен химический анализ и радиационный контроль, выполненные специализированной аккредитованной фирмой – «ПКТИ-СтройТрест».
Получено следующее санитарно-эпидемиологическое заключение:
«В Центре Госсанэпиднадзора в Санкт-Петербурге были рассмотрены результаты исследования 5-ти объединенных проб почвы, отобранной на территории, отводимой под строительство транспортной развязки по адресу: СПб, поселок Горская, S=4,0 га (протокол № 215 результатов химического анализа от 6 декабря 1999 года).
В соответствии с протоколом испытаний концентрации нефтепродуктов, свинца, цинка, меди, кадмия, марганца, кобальта, ртути, хрома и никеля в исследованной почве не превышают ПДК для любых типов почв селитебных территорий.
Суммарный показатель загрязнения (Zc) меньше 16, что соответствует допустимой категории загрязнения почвы. (Показатель Zc определяется следующим образом: Zc=
Kci, где Ксi – коэффициент концентрации i-го химического вещества, который определяется отнесением его реального содержания в почве (С) к фоновому (Сф): Кс=С/Сф.)
Дополнительных мероприятий по рекультивации почвы не требуется».
Согласно протоколу радиационного обследования (№ 206-99-ПКТИ от 30.11.99): мощность эквивалентной дозы равна 0,10 – 0,14 мкЗв/ч. На обследованной территории поверхностных радиоактивных загрязнений не обнаружено.
Получено следующее санитарно-эпидемиологическое заключение:
«По результатам радиационного обследования территории, отводимой под строительство транспортной развязки (S=4 га), по адресу: СПб, пос. Горская, радиационных аномалий и поверхностных радиоактивных загрязнений не обнаружено. Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения соответствует требованиям «Норм радиационной безопасности» (НРБ-96). (Протокол № 206-99-ПКТИ от 30.11.99).
По радиационному фактору использование указанной территории возражений не встречает».
Свинец оседает на придорожной полосе при работе двигателей, заправленных этилированным бензином. Считается, что около 20% общего количества свинца разносится с газами в виде аэрозолей, 80% выпадает в виде твердых частиц размером до 25 мкм и водо-растворимых соединений на землю. Опасность таких выбросов заключается в том, что свинец накапливается в почве на глубине пахотного слоя или на глубине фильтрации воды атмосферных осадков. Далее накопление свинца может происходить при передаче его по трофическим цепям, что может представлять угрозу состоянию экосистем, а также здоровью человека при потреблении продуктов питания.
Предельно допустимая концентрация соединений свинца в почве по общесанитарному показателю составляет 32 мг/кг.
В крупнейших городах России, в том числе в Санкт-Петербурге, а также в Ленинградской области, запрещено применение этилированного бензина. В принципе это позволяет не выполнять специальных расчетных оценок. Однако, следует учитывать возможность использования этилированного бензина транзитным транспортом. Как известно, в настоящее время в стране производится не более 40% этилированных бензинов. Учитывая эти обстоятельства, далее для расчетов принимается экспертная оценка, согласно которой на рассматриваемом участке доля автомобилей, использующих этилированный бензин, не превышает величины 10%. Такое предположение подкрепляется и другими обстоятельствами. Так, в последнее время наблюдается устойчивая тенденция дальнейшего снижения производства этилированного бензина. Кроме того, следует отметить, что изменением №5 в ГОСТ 2048-77 исключены производство и продажа этилированного бензина АИ - 93 (содержание свинца 0,37 г/л) и введен неэтилированный бензин с допустимым содержанием свинца менее 0,013 г/л. О вполне благополучном состоянии дел свидетельствуют и прямые измерения концентраций свинца в почве, проведенные в районе строительства. Как указано в разделе 2, концентрации свинца в почве не превышают предельно допустимых.
При выполнении настоящей оценки учитывалось, что прогнозный период накопления свинца в почве составляет 20 лет. В то же время, можно полагать, что в перспективе доля использования этилированного бензина на автомобильном транспорте будет неуклонно снижаться, и поэтому полученные оценки будут завышенными, давая погрешность в безопасную сторону.
Расчет выбросов свинца и его соединений проведен по методике, предложенной в [1].
Мощность эмиссии свинца при данной среднесуточной интенсивности движения автомобилей определяется формулой [1]:
Рэ =Кп×Ко×mp×Кт×S(Gi×Pi×Ni)(1)
где Pэ – измеряется в мг/м в сутки,
Кп = 0,74 – коэффициент пересчета единиц измерения,
mp – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия, принимается по графику на рис. 4.2.1. «Рекомендаций…» [1] в зависимости от скорости движения, в нашем случае для расчетной скорости 60 км/час mp =1,27, для 80 км/ч (на КАД) - mp =1,0.
Ко = 0,8 – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска отработавших газов,
КТ = 0,8 – коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде твердых частиц в общем объеме выбросов,
Gi – средний эксплуатационный расход топлива для соответствующей марки автомобиля,
Ni – среднесуточная интенсивность движения автомобилей соответствующей марки,
Pi – содержание добавки свинца в топливе, применяемом на автомобиле рассматриваемого типа.
В этилированном бензине марки А-76 расчетное содержание свинца принимается в количестве 0,17 г на кг топлива и для А-93 в количестве 0,37 г на кг топлива в соответствии с «Рекомендациями…» [1].
Уровень загрязнения свинцом поверхностного слоя почвы на различных расстояниях от проезжей части определяется по формуле:
Рс = Рп/(h×r),(2)
где Рс – уровень загрязнения почвы свинцом, мг/кг,
h – толщина почвенного слоя (в метрах), в котором располагаются
выбросы свинца, для пахотных земель принимается 0,2 м,
r - плотность почвы,
Рп – отложение свинца на поверхности земли (мг/м3), определяемое по формуле:
Рп = 0,4К1UvTpPэ, (3)
где К1 – коэффициент, учитывающий расстояние от проезжей части и принимаемый по таблице 4.2.1. «Рекомендаций…» [1],
Uv – коэффициент, зависящий от силы и направления ветров, принимается равным отношению площади розы ветров со стороны дороги, противоположной рассматриваемой зоне к общей площади,
Tp – расчетный срок эксплуатации дороги в сутках, принимается равным 7300 суток, что соответствует 20-летнему прогнозному сроку,
Pэ – мощность эмиссии свинца.
Расчет загрязнения почвы свинцом по рассмотренному алгоритму реализован с помощью программы Microsoft Exel, учитывая состав транспортного потока, рост его интенсивности на прогнозный 20-летний период и преимущественное направление ветров, причем плотность почвенного покрова принята равной 1,6 т/м3, а его толщина – 0,1 м..
Для проведения расчетов транспортная развязка была разделена на участки, причем коэффициенты Uv вычисляются для каждого участка отдельно. Соответственно этому разбиению в таблице 3 приведены результаты вычислений. Граница санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяется из условия не превышения ПДК.
Как видно из приведенных результатов, максимальные размеры СЗЗ наблюдаются к северу от КАД - 18 м., однако, санитарно-защитная зона по содержанию свинца не захватывает площади, занятые под жилую застройку и огороды.
Оценка загрязнения атмосферного воздуха в районе проектируемой транспортной развязки для КАД в п. Горская выполнена в соответствии с требованиями ОНД-86 [4] с использованием программы УПРЗА "Эколог" (версия 2.2).
При загрязнении воздушной среды следует исходить из сложившейся ситуации, учитывая фоновые уровни загрязнения, существующие локальные источники загрязнения и перспективы их изменения на прогнозный период. На основе этих данных возможно проведение осмысленных оценок, позволяющих определить вклад нового объекта (в данном случае - транспортной развязки КАД) в загрязнение атмосферы, определение порядка выполнения необходимых природоохранных мероприятий. В связи с этим далее последовательно рассмотрены вопросы, связанные с фоновыми концентрациями загрязняющих веществ, с оценкой воздействия движения по Приморскому шоссе, и далее с общим воздействием при эксплуатации развязки КАД, исходя из рассмотренных условий на 20-летний прогнозный период.
В настоящее время качество воздушной среды в рассматриваемом районе удовлетворительное. Это подтверждают данные по фоновым уровням загрязнения, предоставленные ГУП "ГОСМЕТ" (письмо № 09-30/335ф от 22.06.99) и указанные в таблице 4. Поселок хорошо проветривается со стороны Финского залива. Однако можно отметить относительно повышенную запыленность воздуха, что обусловлено воздействием города и незавершенностью работ по строительству комплекса защитных сооружений от наводнений. Последняя причина будет устранена по окончании строительства этих сооружений.
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.
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].
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.
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 затухания шума транспортных потоков по мере удаления от Приморского шоссе производились также измерения соответственно на расстоянии 15 м, 30 м, 60 м от оси ближней к точке измерения полосы движения.
При измерениях шума в зоне жилой застройки пос. Горская микрофон шумомера располагался на высоте 1,5 м от земли, но не ближе 1 м от стены зданий, сплошных заборов и других сооружений или элементов рельефа, отражающих звук.
Измерительный микрофон направлялся в сторону транспортного потока.
Калибровка аппаратуры производилась в каждой точке до и после проведения измерений шумовой характеристики транспортного потока.
Для исключения влияния шума железнодорожного транспорта, измерения шумовой характеристики транспортных потоков производились с 10.30 до 14.00 ( период минимальной интенсивности движения железнодорожного транспорта на данном участке) и с 17.00 до 19.00 - в период максимальной интенсивности движения транспортных средств ( в том числе ж/д транспорта). Однако, движение поездов по железнодорожной ветке осуществляется крайне редко (2-4 поезда в час) и на уровнях эквивалентного шума практически не сказывается.
При скорости ветра от 1 до 5 м/с на измерительный микрофон шумомера надевался ветрозащитный насадок.
Измерения шума производились интегрирующим шумомером 00026 1-го класса точности фирмы «Роботрон» (Германия) зав.№81095. Для калибровки измерительного тракта применялся калибратор звука 05000.
Скорость ветра во время измерений контролировалась при помощи чашечного анемометра МО - 13. Для измерения расстояний использовалась 20-ти метровая рулетка. Вся измерительная аппаратура имеет действующие свидетельства о государственной поверке.
Результаты экспериментальных исследований
Результаты измерений шума транспортных потоков в зоне жилой застройки пос. Горская и вблизи Приморского шоссе приведены в табл. 7 и 8.
Данные таблицы 7 свидетельствуют о том, что не наблюдается ярко выраженная закономерность при распространении звука от транспортных потоков в зоне жилой застройки. Так, например, измеренные уровни звука на одном и том же расстоянии от оси дороги и при практически одинаковой интенсивности движения транспортных средств в точках 3 и 4 отличаются на 7 дБА. Это можно объяснить как влиянием звукопоглощения травяного покрова в точке 4, так и более близким расположением точки 3 к источнику внутриквартального шума (в доме постоянно велись строительные работы о использованием ручного электроинструмента и циркулярной пилы). В то же время, измеренные уровни звука в точке 2, расположенной ближе точки 3 к источнику внутриквартального шума, оказались значительно ниже (на 9 дБА), поскольку точка 2 отделена от особняка широкой лесопосадкой, да и сама автобусная остановка является дополнительно своеобразным пространственным акустическим экраном.
Приведенные в таблице 7 эквивалентные уровни звука, измеренные в контрольных точках, при данной интенсивности движения транспортных средств, не превышают нормативных значений, приведенных в СН [7] для дневного времени суток.
Данные таблицы 8 свидетельствуют о том, что имеется определенная закономерность в затухании звука от транспортных потоков по мере удаления от шоссе при удвоении расстояния, эквивалентный уровень звука Lа экв уменьшается на 4 - 5 дБА, что хорошо согласуется с данными, приведенными в ряде источников [1],[8].
Можно утверждать также, что в точке 12, расположенной на расстоянии 60 м от оси ближней полосы движения, при данной интенсивности движения транспортных средств и данной характеристике транспортного потока, измеренные эквивалентные уровни звука не превышают допустимых значений, приведенных в СН, для дневного временя суток.
Проведенные измерения позволяют сделать следующие выводы:
1. Проведенные исследования показали, что при распространении звука от транспортных потоков в условиях свободного звукового поля при каждом увеличении расстояния от точки наблюдения до оси первой полосы движения в 2 раза уровень шума Lа экв уменьшается на 4 - 5 дБА.
2. В ходе исследований установлено, что и зоне жилой застройки не наблюдается определенной закономерности при распространении шума от транспортных потоков, что обусловлено рядом факторов: наличием (отсутствием) отражающих или поглощающих звук предметов (соседние дома, заборы, полоса зеленых насаждений и т.п.); характером транспортного потока и его интенсивностью (грузовые или легковые автомобили, автобусы, мотоциклы и т.п.). Так, например, шум излучаемый грузовым автомобилем, примерно на 10 дБА превышает шум легкового автомобиля [5], наличием (отсутствием) в зоне жилой застройки посторонних источников шума (внутриквартальный шум).
3. Можно констатировать, что уровень естественного фона в зоне жилой застройки пос. Горская лежит в пределах 38 - 40 дБА
4. В условиях близких к свободному звуковому полю (точки 9-12 вблизи Приморского шоссе) уровни шума от транспортных средств не превышают нормативных значений в дневное время суток на расстоянии 60 м от оси ближней полосы дороги, при преобладании легкового автотранспорта (85 – 90%) в транспортном потоке.
5. На шумовой фон в нагорной части поселка движение транспорта по Приморскому шоссе практически не оказывает влияния. Поэтому при расчете шумовых характеристик в зоне жилой застройки вдоль улиц Муромцева, Пушкинской, Владимирского пр. влиянием собственно Приморского шоссе можно пренебречь. Это позволяет при прогнозировании шума использовать более простые расчетные модели.
Оценка уровней шумового воздействия транспортных потоков, движущихся по рассматриваемым магистралям и транспортной развязке, выполнена в соответствии с «Рекомендациями по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов» [1].
Эквивалентный уровень шума в придорожной полосе определяется по формуле:
Lэкв = Lтрп + DLv + DLi + DLd + DLk + DLдиз - DLL×Kp,(4)
где Lтрп - уровень шума на расстоянии 7,5 м от оси ближней полосы движения, дБА.
DLv – поправка на скорость движения
Lтрп + DLv определяется по таблице 4.6.1[1] в зависимости от интенсивности и скорости движения.
DLi - поправка на продольный уклон, принимается по таблице 4.6.2[1]
DLd - поправка на вид покрытия, принимается по таблице 4.6.3[1]
DLk - поправка на состав движения, принимается по таблице 4.6.4[1]
DLдиз - поправка на количество дизельных автомобилей, принимается по таблице 4.6.5 [1]
DLL - величина снижения уровня шума в зависимости от расстояния L в метрах от крайней полосы движения, определяется по таблице 4.6.6[1]
Кр - коэффициент, учитывающий тип поверхности между дорогой и точкой измерения, принимается по таблице 4.6.7[1].
Этот метод используется для расчета уровня эквивалентного шума одиночной линейной магистрали. Но развязка в Горской представляет собой более сложный объект. Например, КАД, на подходе к путепроводу через железную дорогу, идет параллельно Левашовскому шоссе. Возникает необходимость в определении уровней шума для двух параллельных источников шума.
Для учета шума от двух параллельных дорог необходимо складывать интенсивности шума, а не их эквивалентные уровни. В результате такого сложения и обратного перехода к эквивалентным уровням, приходим к формуле ,(5)
где LS – суммарный эквивалентный уровень шума, L1 и L2 – эквивалентный уровень шума от первого и второго источника соответственно.
Расчет шумового загрязнения в пос. Горская выполнен в соответствии с представленными выше положениями. Все необходимые данные (интенсивность, скорость, расстояние, расчетные отметки, коэффициенты и поправки) были занесены в электронную таблицу на базе Microsoft Exсel, которая полностью реализует описанный алгоритм. Данные по результатам расчета сведены в таблицу 9.
Как видно из таблицы 9 уровни эквивалентного шума лежат в пределах от 58,32 дБА до 71,77 дБА. Согласно санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки»[7] типу застройки в Горской соответствует позиция 9 таблицы 3: «Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам, зданиям поликлиник, зданиям амбулаторий, диспансеров, домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских дошкольных учреждений, школ и других учебных заведений, библиотек». Для данных территорий допустимый уровень эквивалентного шума равен 55 дБА ([7] табл. 3). Учитывая примечание 2 санитарных норм: «Эквивалентные и максимальные уровни звука в дБА для шума, создаваемого на территории средствами автомобильного, железнодорожного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, зданий гостиниц, общежитий, обращенных в сторону магистральных улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБА выше (поправка D = + 10 дБА), указанных в позициях 9 и 10 табл.3», допустимый уровень эквивалентного шума принимается равным 65 дБА.
Как видно из таблицы 9 расчетные данные превышают допустимый уровень эквивалентного шума. Следовательно, необходимо применять мероприятия и сооружения защиты от шума. Известны следующие мероприятия:
- устройство древесно-кустарниковой полосы;
- применение шумозащитных экранов, насыпей;
- прокладка трассы дороги в выемке;
- перенос трассы дороги.
Не представляются возможными два последних варианта защиты от шума из-за особенностей местности и привязки КАД к комплексу защитных сооружений от наводнений. Устройство древесно-кустарниковой полосы в районе пр. Муромцева не даст ощутимых результатов из-за ограниченных площадей, пригодных к данному виду шумозащитных мероприятий. Следовательно, необходимо применение шумозащитного экрана, как самого эффективного способа защиты от шума в данной ситуации. Расчет шумозащитного экрана представлен в разделе, посвященном природоохранным мероприятиям, где показано, что использование экрана в совокупности с тройным остеклением позволяет обеспечить выполнение необходимых нормативов.
Результаты оценки воздействия на окружающую среду, полученные в разделе 2, свидетельствуют, что влияние транспортной развязки распространяется на весьма широкую зону, захватывая значительную часть территории поселка. Это предопределяет необходимость проведения широкого комплекса природоохранных мероприятий, что и предусмотрено проектом. Учитывая привлекательное месторасположение пос. Горская, а с другой стороны – неизбежную привязку трассы к комплексу защитных сооружений от наводнений, в проекте приняты решения, обеспечивающие минимальный снос жилых строений при одновременном обеспечении нормативных уровней по воздействию на окружающую природу и человека.
В качестве основного мероприятия по защите жилой зоны от шума используется шумозащитный экран.
В проекте предусматривается установка экрана, производимого ОАО «НПО Систем программного управления» (Санкт-Петербург).
Предварительные оценки позволили выбрать высоту и месторасположение экрана.
Расположение экрана на поперечном профиле дороги указано на рис. 12.
Расположение шумозащитного экрана в плане показано на рис. 13.
Высота экрана 3м.
Шумозащитный экран представляет собой сборно-разборную конструкцию, состоящую из набора акустических панелей, объединенных вертикальными и горизонтальными профилями и смонтированную на бетонных фундаментах. Акустическая панель состоит из корпуса, выполненного их холоднокатанной стали с односторонней щелевой перфорацией в виде жалюзи, и внутреннего шумопоглощающего модуля из материала URSA типа П-15 с водоотталкивающим покрытием. Габариты панелей – 980х512х56 мм. Сборка панелей производится на конструкционных профилях с помощью вибродемпфирующих фиксаторов, изготавливаемых из полиэтилена. Конструкция экрана реализует, как функции отражения звука, так и звукопоглощения, что делает ее более эффективной.
Стоимость 1 м2 этого шумозащитного экрана – 55 $, в то время как средняя стоимость, например, в США составляет 180$/м2.
Расчет шумозащитного экрана выполнен в соответствии с «Рекомендациями по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов» [1].
При применении шумозащитных мероприятий уровень шума в расчетной точке определяется по формуле:
L = Lэкв - DLв - DLz, (7)
где: Lэкв - эквивалентный уровень шума
DLв - величина снижения уровня шума различными типами зеленых насаждений, принимается по таблице 4.6.9.[1]
DLz - величина снижения уровня шума в зависимости от высоты и положения экрана определяется по формуле DLz = DLАэкр a + Dд
где: DLАэкр a определяется в следующем порядке:
а) определяется DLАэкр b в зависимости от высоты экрана по формуле:
DLАэкр b = 18.2 + 7,8 x lg(a + в - с + 0,02),(8)
где: а – кратчайшее расстояние между центром источника шума и верхней кромкой защитного сооружения, метров;
в - кратчайшее расстояние между расчетной точкой и верхней кромкой защитного сооружения, метров;
с - кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и расчетной точкой, метров;
Высота источника шума над поверхностью покрытия для легкового движения принимается равным 0,4 м, для грузового - 1,0 м. Величину DLАэкр b можно определить также по таблице 4.6.10.[1].
б) определяется величина снижения уровня шумa в зависимости от положения экрана в плане (по рис. 4.6.2 [1]) - DLАэкр a1 и DLАэкр a2 по таблице 4.6.11.[1])
в) определяется DLАэкр a как наименьшая из DLАэкр a1 и DLАэкр a2
Dд - поправка, зависящая от величины разности DLАэкр a1 - DLАэкр a2 определяется по таблице 4.6.12.[1]
Рисунки и таблицы к вышеописанному расчету представлены в Приложении 1.
Расчет шумового загрязнения в пос. Горская с защитным экраном, расположенным на обочине кольцевой автодороги, исходит из представленных выше положений. Все данные (расстояние, расчетные отметки, коэффициенты и поправки) были занесены в электронную таблицу на базе Microsoft Exсel, которая полностью реализует описанный алгоритм. Данные по результатам расчета сведены в таблицу 10.
Примечание: для домов по адресам Пушкинская ул. № 15,17, а также Алексеевский пер. №№ 3-11 в силу защищенности последних домами и садовыми участками, расположенными по пр. Муромцева уровни шума находятся в пределах нормы
Согласно санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [7] типу застройки в Горской соответствует позиция 9 таблицы 3 этого документа: «Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам, зданиям поликлиник, зданиям амбулаторий, диспансеров, домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских дошкольных учреждений, школ и других учебных заведений, библиотек». Для данных территорий допустимый уровень эквивалентного шума равен 55 дБА, а ночью 45 дБА ([18] табл. 3). Однако, учитывая следующее примечание 2 санитарных норм: «Эквивалентные и максимальные уровни звука в дБА для шума, создаваемого на территории средствами автомобильного, железнодорожного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, зданий гостиниц, общежитий, обращенных в сторону магистральных улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБА выше (поправка D = + 10 дБА), указанных в позициях 9 и 10 табл.3», допустимый уровень эквивалентного шума принимается равным 65 дБА. При этом необходимо, как видим, обеспечить дополнительно шумозащищенность жилых строений, что может быть осуществлено, например, за счет тройного остекления.
Анализ рынка стеклопакетов и расчет стоимости остекления приведен в Приложении 2.
К дополнительным мероприятиям следует отнести устройство древесно-кустарниковых полос, что более подробно рассмотрено в разделе 3.3.
Рассмотрим дополнительно вопрос о защищенности 2 жилых домов (2 и 4 эт.) на территории военной части, расположенных вдоль Владимирского проспекта. Для расчета эквивалентного уровня шума принимались в расчет шум от КАД и Владимирского проспекта. Шум от ул. Пушкинской не принимался в расчет ввиду небольших интенсивностей, прикрытостью зелеными насаждениями и перпендикулярного расположения в плане. Шум от ул. Муромцева по расчетам не превысил 38 дБА, т.к. Владимирский пр. прикрыт 2 экранами, расположенными на КАД и насыпью самой КАД. Расчет эквивалентного уровня шума проводился с учетом совместного действия от КАД и Владимирского проспекта, в соответствии с «Рекомендациями…» [1].
Расчет показал, что уровень шума не превысит 52-53 дБА, а на 1 этажах зданий, за счет 2 метрового бетонного забора, огораживающего в/ч, - 47- 48 дБА.
Помимо расчета, выполненного в настоящей работе, оценка эффективности шумозащитного (акустического экрана), которая дополнительно учитывает его шумопоглощающие свойства, выполнена НТЦ «Экология» под руководством д.т.н., проф. Н.И. Иванова [28] на базе Балтийского Государственного Технического Университета (“ВОЕНМЕХ”) в соответствии с техническим заданием ЗАО “Экотранс-Дорсервис”.
Эффект шумопоглощения в применяемом экране достигается за счёт наличия звукопоглощающего материала. По имеющимся в литературе данным [10], дополнительная эффективность от использования шумопоглощающих материалов в конструкции АЭ может достигать 4-6 дБА.
Как известно, кроме акустического загрязнения, транспортные потоки являются мощным источником загрязнения вредными веществами (ВВ), в частности диоксидом азота. Как правило, загрязнённость ВВ трудно поддаётся расчётам, поэтому силами НТЦ «Экология» было выполнено экспериментальное измерение концентраций загрязняющих веществ при установке экранов, а также в их отсутствии.
Результаты, полученные НТЦ «Экология», отличаются не более чем на 1-2 дБА от представленных в данной работе.
Кроме того, в исследовании НТЦ «Экология» дана оценка снижения концентраций диоксида азота в жилом массиве, прилегающем к транспортной магистрали, за счет экрана.
Эффективность снижения концентрации загрязняющих веществ за счет установки экрана определялась экспериментальным способом. Результаты измерений концентраций оксидов азота, полученные на территории ОАО «НПО СПУ», где установлен АЭ, а в качестве источника загрязнений использовался грузовой автомобиль, приведены в табл. 11:
Эксперименты, проведённые на территории ОАО «НПО СПУ», показали, что при установке АЭ концентрации оксида и диоксида азота снизятся на 30%. Таким образом рассматриваемый экран одновременно выполняет 2 функции: защищает от шума и снижает концентрации загрязняющих веществ в воздухе.
Зеленые защитные насаждения позволяют одновременно решать две природоохранных проблемы: снижать уровни шума и концентрации загрязняющих веществ в воздухе, хотя эффективность их несколько ниже, нежели у экранов.
Для компенсации ущерба, причиняемого вырубкой деревьев и кустарников в полосе отвода, в проекте предусматривается посадка зеленых насаждений в соответствии со схемой, изображенной на рис.15, общей площадью 3 га.
Высаживаемые растения помимо декоративной роли обеспечивают дополнительное снижение концентраций загрязняющих веществ и уровней шума в зоне, примыкающей к транспортной развязке.
Эффективность зеленых насаждений по снижению концентраций загрязнений в воздухе принята в соответствии [1] и приведена в таблице 12.
В результате использования шумозащитного экрана вдоль КАД, а также зеленых насаждений, концентрации загрязняющих веществ в приземной атмосфере заметно снижаются. Определяющую роль для назначения ширины СЗЗ при этом играет группа суммации (NO2 + SO2), причем участие SO2 здесь в силу очень малой его эмиссии пренебрежимо мало. В расчетах учет снижения концентраций за счет экранов и насаждений опирается на данные разделов 3.2 и 3.3, а при моделировании с помощью программы УПРЗА «Эколог» учитывается адекватным снижением эмиссии на конечных расчетных площадках, прилегающим к средствам защиты. Загрязнение воздуха другими веществами охватывает существенно меньшие по размерам зоны и потому далее не рассматривается.
Результаты расчетов загрязнения атмосферы по определяющей группе суммации при эксплуатации транспортной развязки представлены на рис. 14.
Полученные результаты показывают, что за счет мероприятий удается ощутимо уменьшить размеры СЗЗ, особенно там, где установлены экраны. Западнее Приморского шоссе ширина СЗЗ сокращается в меньшей степени. Это объясняется тем, что экран на КАД заканчивается на путепроводе, а также низменным расположением западного участка, дополнительным влиянием таких объектов, как Приморское шоссе и ветви транспортной развязки на которых скорость транспортного потока снижается до 40 км/ч и в результате существенно увеличивается эмиссия загрязняющих веществ. Жилая зона пос. Горская (восточнее Приморского шоссе), будучи расположенной на возвышении и отгороженной широкой полосой зеленых насаждений, в незначительной степени подвергается влиянию этих объектов.
Проектом предусмотрена рекультивация брошенных участков дорог, временных строительно-технологических проездов и территорий, занимаемых на период проведения строительства.
Предусматривается снятие растительного слоя, его складирование, сохранение и последующее использование для рекультивации и при укреплении откосов.
Для обеспечения противоэрозионной устойчивости откосов предусмотрен посев трав из расчета 20 кг на гектар. Для укрепления крутых откосов предусмотрено использование геосинтетических материалов.
Городок строителей и строительная площадка во избежание дополнительных воздействий располагаются за пределами жилой зоны пос. Горская. Отвод коммунальных стоков в объеме 2,8 м3 в сутки частично направляется в выгребные ямы, откуда вывозится ассенизационными машинами, а частично направляется на гидроботанические площадки для очистки. Производственные стоки в объеме 1,3 м3 в сутки для очистки направляются на гидроботанические площадки.
Для снижения уровней шума и запыленности воздуха строительные площадки огораживаются типовыми ограждающими конструкциями. В летнее время в сухие периоды для уменьшения запыленности производится увлажнение технологических грунтовых дорог, расположенных на стройплощадке.
Планом проведения работ по сооружению путепровода предусматривается обеспечение непрерывного движения транспорта по Приморскому шоссе.
Планом строительных работ для обеспечения допустимых условий по шумности исключается проведение работ в ночное время.
По окончании строительных работ производится разборка и вывоз временных конструкций, остатков строительных материалов и мусора.
Рекомендации по использованию территорий
Границы СЗЗ определяются по совокупности двух определяющих видов воздействия:
- загрязнения воздуха диоксидом азота, а точнее по группе суммации (NO2 + SO2);
- уровнями шума по нормативам для зон жилой застройки.
Границы СЗЗ указаны на рис.15.
Следует отметить, что часть жилых построек в пос. Горская находится в пределах санитарно-защитной зоны железной дороги, устанавливаемой СНиП 2.07.01-89, т.е. на расстоянии менее 50 м от оси железнодорожного полотна.
Внутри санитарно-защитной зоны транспортной развязки не допускается размещение жилых строений, школьных и дошкольных учебных заведений, лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений общего пользования, спортивных сооружений.
Допускается размещение предприятий, не являющихся дополнительными источниками шума и выбросов диоксида азота, при наличии необходимого экологического обоснования. Допускается размещение складов, магазинов, гаражей, стоянок транспорта, предприятий общественного питания, офисов.
Разрешается сельскохозяйственное использование земель, но не ближе 18 м от кромки проезжей части КАД и 16 м от кромки Приморского шоссе из-за возможного загрязнения почвы соединениями свинца.
За пределами санитарно-защитной зоны угрозы здоровью людей нет.
Выполненный дипломный проект по инженерно-экологической оценке воздействия на окружающую природную среду при строительстве и эксплуатации транспортной развязки КАД с Приморским шоссе в районе ст. Горская фиксирует исходное состояние среды, дает прогнозы ее изменения на перспективу, определяет необходимые природоохранные мероприятия.
В соответствии с процедурой ОВОС значительный объем работ был выполнен по инженерно-экологическим изысканиям, преследующим цель определить картину исходного состояния окружающей среды. В ходе этих работ были выполнены в частности:
- измерение фоновых уровней радиации и поиск радиационных аномалий в зоне строительства (имеется положительное санитарно-эпидемиологическое заключение городского ЦГСЭН);
- измерение загрязненности почв нефтепродуктами и тяжелыми металлами в зоне строительных работ (имеется положительное санитарно-эпидемиологическое заключение городского ЦГСЭН);
- измерение фоновых уровней шума в жилой зоне пос. Горская и в зоне влияния Приморского шоссе;
- определение фоновых концентраций загрязняющих веществ в воздухе.
Результаты этих исследований позволяют характеризовать исходную экологическую обстановку в пос. Горская, как нормальную и допускающую строительство на его территории нового объекта.
Прогноз изменения экологической ситуации в связи со строительством и последующей эксплуатацией развязки показывает, что основными видами воздействия, определяющими объемы необходимых природоохранных мероприятий, являются:
- загрязнение воздуха диоксидом азота в результате работы двигателей автомобилей, участвующих в движении по транспортной развязке;
- повышение уровней шума в зоне, примыкающей к развязке.
Загрязнение воздуха диоксидом азота и транспортный шум являются определяющими факторами, влияющими на размеры санитарно-защитной зоны вокруг размещаемого объекта.
Поскольку трассу дороги невозможно вынести за пределы населенного пункта из-за привязки к комплексу защитных сооружений от наводнений и ее строительство влечет за собой снос строений, а также отчуждение ценных территорий, в проекте приняты все допустимые технические решения, минимизирующие размеры объекта, среди которых следует выделить следующие:
- устройство шумозащитного экрана вдоль КАД справа (по ходу движения на Кронштадт) от ПК 1282+00 до ПК 1290+60 и слева от ПК 1284+40 до ПК 1290+60 высотой 3м; экран позволяет снизить уровни эквивалентного шума на 13 –14 дБА и уменьшить концентрации загрязняющих веществ в воздухе на 25- 30%; эффективность экрана подтверждена экспериментально;
- устройство повышенной шумозащиты за счет тройного остекления в домах, подверженных воздействию транспортного шума в пределах 55-65 дБА.
- посадку зеленых насаждений общей площадью 3 га для снижения уровней шума и концентраций загрязняющих веществ в воздухе, а также для компенсации ущерба, причиняемого рубкой деревьев в полосе отвода;
- проведение рекультивации брошенных участков дорог, временных строительно-технологических проездов и территорий, занимаемых на период строительства;
- обеспечение противоэрозионной устойчивости откосов за счет посева трав и использования геосинтетических материалов на крутых откосах.
Принятые меры позволили существенно сократить размеры СЗЗ. Внутри установленной санитарно-защитной зоны, запрещено строительство жилых домов, дошкольных и школьных образовательных учреждений, а также лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений общего пользования.
Выполненные в настоящей работе оценки и расчеты позволяют заключить, что в проекте предусмотрены все доступные меры, позволяющие минимизировать негативное воздействие на окружающую природную среду и обеспечить соблюдение современных нормативных требований по ее качеству вне пределов установленной санитарно-защитной зоны.
Полученные в дипломной работе результаты автора вошли составной частью в ОВОС «Инженерный проект транспортной развязки Кольцевой автомобильной дороги с Приморским шоссе в районе пос. Горская».
1. Рекомендации по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов. (Согласованы с Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 19.06.1995 №03-19/АА). М. 1995. –124 с.
2. Материалы инженерно-геологических изысканий по транспортной развязке на пересечении КАД с Приморским шоссе и железной дорогой. СПб., - 1999. – ГП «Трест ГРИИ».
3. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения городов (Утверждена приказом Госкомэкологии России № 66 от 16 февраля 1999 г.). – СПб.: НИИ Атмосфера. –16 с.
4. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД – 86). – Л. Гидрометеоиздат. – 1987.
5. Отчет о НИР «Измерение шумового фона в поселке Горская в зоне строительства транспортной развязки», рег. №2617).СПБ Гос. Университет путей сообщения, - 1999. – 9 с.
6. Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики. ГОСТ 20444-85. –М.: Изд-во стандартов. – 21 с.
7. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки (СН 2.2.4/2.1.8.562-96).
8. Экологическая безопасность транспортных потоков (под ред. А.Б.Дьякова) – М. Транспорт. 1989. – 127 с.
9. Отчет по теме «Расчет прогнозируемых уровней шума, эффективности шумозащитных мероприятий и измерение концентраций диоксида азота в зоне строительства транспортной развязки в пос. Горская». СПб.: НТЦ «Экология». Руководитель – Н.И. Иванов. – 1999. – 14 с.
10. Проектирование автомобильных дорог. Сборник научных трудов. Москва, МАДИ, 1999. Под. Ред. П.И. Поспелова, Ю.М. Ситникова, В.И. Пуркина.