Транзитного, местного и пешеходного движения в городах

Эколого-информационная оценка

2.1. Экологическая оценка влияния транспортной системы города

Как отмечалось во введении при формировании генеральных планов новых и реконструкции существующих городов необходимо учитывать наиболее существенные задачи, которые должны решать инженерно-административные службы занимающиеся формированием градостроительной концепции. Среди них главными являются следующие задачи.

· Обеспечение минимального риска для здоровья отдельного человека и для всего населения города от влияния отдельных автомобилей, транспортных потоков и всей транспортной системы;

· Использование компромиссов между необходимостью формирования рациональной транспортной системы города и ее отрицательным влиянием на жизнедеятельность населения города.

Транспортный процесс связан с потреблением кислорода воздуха, выбросами в атмосферу загрязняющих веществ, загрязнением почв, водоемов, а также энергетическими загрязнениями в виде акустических, тепловых, электромагнитных и иных полей. При проектировании городских магистралей необходимо знать закономерности не только появления загрязнителей, но и механизмы их распространения и трансформации в условиях городской застройки.

В реальных условиях работы двигателя происходит неполное сгорание топлива: часть углерода окисляется до CO, а часть водорода выделяется в свободном виде. Окисление молекулы C_xH_y происходит в соответствии с уравнением

C_xH_y + [x (w/2) + x (1- w) + y(1 - w₁)/4]O₂ =

= xw CO + x (1 - w) CO₂ + (y/2)w₁H₂ + (y/2)(1-w₁)H₂O, (1)

где xw - массовая доля углерода, окислившегося до CO;

yw₁ - массовая доля несгоревшего водорода.

Процесс распространения промышленно-транспортных загрязнений, прежде всего в атмосфере, происходит по известному закону турбулентной диффузии воздушных масс:

, (2)

где с - градиент концентрации загрязнителя; D_x, D_y, D_z - коэффициенты турбулентной диффузии в направлении осей координат X,Y,Z соответственно.

Степень загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами проезжающих транспортных средств на участке городской магистрали зависит от интенсивности движения и состава транспортных средств, а также от изменчивости в годовом цикле скорости и направления ветра, солнечной радиации, наличия осадков, температуры воздуха, химической активности загрязнителей и характера подстилающей поверхности.

Уровень вредных веществ в атмосфере города от стационарных источников промышленности и транспортных средств может существенно меняться в зависимости от характера техногенных и природно-климатичкских факторов.

К техногенным факторам относятся:

- виды загрязнителей их интенсивность и объем (состав и интенсивность транспортных средств, количество предприятий на территории города);

- высота устья источников выбросов: для транспортных средств над поверхностью дороги и для иных источников загрязнений от поверхности земли;

- размер территории и взаимное расположение (экспозиция) городских магистралей и других источников загрязнений;

- загрязнение почв тяжелыми металлами, содержащимися в выхлопных газах и выпадающими на почву; загрязнение хлоридами, используемыми при борьбе с зимней скользкостью покрытий города, загрязнение нефтепродуктами, попадающими в почву при заправке транспортных средств.

К природно-климатическим факторам относятся:

- изменчивость атмосферного давления, влажность и температура воздуха, наличие температурных инверсий, преобладающих направлений и скоростей ветров (повторяемость штилей), повторяемость туманов и осадков (твердых, жидких);

- характер рельефа местности, геологическое строение и гидрогеология района;

- почвенные условия (тип почв, пористость, эродированность и др.);

- состояние растительности (ареал, породный состав, высота деревьев, возраст, расположение на местности и др.);

- фоновое загрязнение ингредиентами и фоновая интенсивность энергетических полей: акустических (шум), тепловых, электромагнитных и радиоактивных;

- состояние животного мира на городской территории (плотность населения, количество видов, пути миграции, места гнездования и т.п.).

Для более полного определения уровня загрязнений на городской территории проводится мониторинг. По совокупности данных математического моделирования загрязнений и экологического мониторинга городской территории устанавливается риск влияния на растительность и животных. В том числе устанавливается опасность (риск) проживания людей в городе. Риск (вероятность) влияния отдельных негативных факторов порождаемых городской магистралью определяется по формуле:

, (3)

где Ф – интеграл вероятности (табулирован);

А_ф – математическое ожидание (среднее значение) фактической концентрации (уровня) загрязнения участка территории города;

А_max - математическое ожидание концентрации (уровня) загрязнения, при котором влияние загрязнителя на живые организмы (растения, животных или человека) составляет 50%. Значение А_max устанавливается по формуле:

; (4)

σ_Aф, σ_Amax – средние квадратические отклонения соответственно фактической концентрации (уровня) загрязнения и концентрации (уровня) при которой влияние загрязнителя достигает 50 %;

C_v(доп) – допустимый коэффициент вариации для концентрации (уровня) загрязнения;

U – коэффициент зависящий от необходимой точности определения вероятности влияния загрязнителей на живые организмы, обычно принимается U = 5;

ПДК – предельно-допустимая концентрация (уровень) загрязнителя.

Риск суммарного влияния от нескольких независимых негативных факторов на здоровье живых организмов устанавливается по формуле:

для двух компонентов [см. формулу (4.26)] ,

для трех компонентов

и так далее. То есть, при прибавлении следующего (i+1) риска используют последовательно формулу:

, (5)

где – обозначения сумм, которые определялись для количества компонентов указанных в верхнем пределе знака суммы.

2.2. Информационная оценка строительного производства

В технологическом цикле строительства городских автомагистралей выделим следующие этапы (табл. 2):

1. Обследование местности и формирование схемы генерального плана застройки города;

2. Начертание сети городских дорог и улиц, определение их категорийности;

3. Определение источника финансирования строительства автомагистралей;

4. Изыскательские работы;

5. Проектирование и определение стоимости строительства;

6. Строительное производство;

7. Эксплуатация дорожной сети города.

Такие этапы будем называть событиями, для которых технологический процесс однозначен и перестановка событий не допускается. Причем на совокупность событий накладывается условие их равнозначности. Каждый этап, в свою очередь, объединяет более мелкие этапы (события), выполнение которых осуществляется последовательно по определенной технологии. В этих случаях перестановка событий так же не должна иметь место, так как она приводит к нарушению технологического процесса и появлению неопределенностей при строительстве городских автомагистралей.

Каждое событие характеризуется вероятностью его появления (p) или не появления (1 – p). Принятое выше условие равнозначности событий означает равенство их вероятностей. Появление или не появление события зависит от организации, принимающей решения. При этом, принимающий решение находится в состоянии неопределенности: будет объект построен или нет. Неопределенность состояния характеризуется энтропией и устанавливается по формуле

. (6)

Вероятности событий, для которых последующее событие является невозможным без появления предыдущего события, обладают свойством поглощения. Поэтому вероятности таких событий складываются. Из этого свойства следует, что количество информации на каждом этапе строительства городских автомагистралей для разрешения неопределенности о возможности строительства, складываются. То есть,

(7)

Вычисления по этим формулам характеризуются графиками (см. рис. 2 и рис. 3).

Рис. 2. График зависимости энтропии (неопределенности)

от вероятности завершения строительства

Точки на кривой соответствуют этапам строительного производства.

Рис. 3. График зависимости количества необходимой информации

от вероятности завершения строительства

Анализ графиков показывает, что в момент проработки деталей проекта энтропия достигает максимального значения (fp = 1.0), а вероятность того, что автомагистрали будут построены, достигает P = 0.65 (см. рис. 2). Это означает, полную неопределенность того, что проект будет принят к выполнению.

Решение о строительстве объекта по выполненному проекту зависит от его качества. Поэтому тщательная проработка деталей проекта является первостепенной задачей проектировщиков. В этом заключается минимизация появления вероятности (риска) нежелательного события, что проект не будет принят к строительству с точки зрения проектировщиков. Как видно из графиков (см. рис. 2 и рис. 3) в период строительства энтропия (неопределенность) убывает, а информация медленно нарастает. Причем соотношение между количеством информации в период строительства к суммарному периоду изысканий и проектирования составляют ≈ 1: 8.

Дата добавления: 2014-01-11