Инженерно-экологическая оценка эксплуатации транспортной развязки кольцевой автодороги возле пос. Горская

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.

Технические характеристики 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».

1. Анализ современного состояния окружающей среды в зоне строительства.

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.

Наиболее значимые климатические характеристики региона

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).

2. Воздействие транспортной развязки на окружающую среду

2.1. Загрязнение почвы свинцом

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».

Расчет загрязнения почвы свинцом

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.

2.2. Загрязнение атмосферного воздуха

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.

Фоновые уровни загрязнения атмосферы

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.

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 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.

Условия измерений

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.

Аппаратура

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 свидетельству