Экологическая оценка потенциального территориального риска в придорожном пространстве Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

--------------------------------- © Т.В. Г авриленко, О.В. Адмаев,

2009

УДК 502.55(203): 625.7

Т.В. Гавриленко, О.В. Адмаев

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО РИСКА В ПРИДОРОЖНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Приведена вероятностная оценка потенциального риска на территории, прилегающей к автомобильной дороге. Среднегодовая концентрация диоксида азота рассчитывалась с учётом возможных погодных состояний, в качестве которых рассматривались состояния, связанные с направлением и средней скоростью ветра, а также двумя уровнями солнечной радиации.

Ключевые слова: потенциальный территориальный риск, автотранспортные выбросы, среднегодовая концентрация.

В

работе приводится вероятностная оценка потенциального риска в придорожной территории (потенциального территориального риска), вызванного действием выбросов в атмосферу продуктов сгорания автомобильного топлива.

Потенциальный территориальный риск представляет собой пространственное распределение вероятности реализации негативного воздействия определённого уровня. Он характеризует потенциал максимально возможного риска для человека, находящегося в данной точке пространства. Эта мера риска не зависит от факта нахождения человека в данном месте пространства, т. е. предполагается, что вероятность его нахождения равна 1.

Для исследований риска был выбран диоксид азота (NO2), относящийся к числу наиболее вредных веществ в продуктах сжигания топлива.

Потенциальный территориальный риск RIi рассчитывался на различном расстоянии от кромки проезжей части дороги по формуле, взятой из книги Алымова В.Т. и Тарасовой Н.П. «Техногенный риск: Анализ и оценка» (2006):

“ ( ~ V “

= 1 - exp

-0,174

ПДКсс • Кз

t

(1)

где г - порядковый номер точки придорожного пространства на некотором расстоянии от оси дороги, с. - среднегодовая концентрация диоксида азота в придорожной полосе в г-й точке, ПДКсс -среднесуточная предельно допустимая концентрация диоксида азота, равная 0,04 мг/м3, в и Кз - коэффициенты, зависящие от класса опасности вещества, t - расчётное время. Для второго класса опасности, к которому относится диоксид азота, параметры в=1,31 и Кз=6,0. Расчётное время принималось равным 1 году.

Среднегодовая концентрация диоксида азота C. в г-й точке придорожного пространства рассчитывалась с учётом всех погодных состояний по формуле

c =У Pkck,i (2)

k

где pk - вероятность k-го погодного состояния, скг - концентрация диоксида азота в атмосферном воздухе в г-й точке при к -м погодном состоянии.

Концентрация диоксида азота в атмосферном воздухе определялась по методике, изложенной в нормативном документе Министерства транспорта Российской Федерации «Рекомендации по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов» (1995). В точке г она вычисляется по формуле

Ck,i ^~т2=----------------------------------------------------\ . + F. (3)

\2ж •-• rk • Vk • smg>k

где q - мощность эмиссии, г/(мх); о - стандартное отклонение Га-уссового рассеивания, зависящее от расстояния от оси дороги, м; rk - коэффициент, учитывающий уровень солнечной радиации; Vk -преобладающая скорость ветра, м/с (при штиле принималась равной 0,5 м/с); фк - угол между направлением ветра и осью трассы (при фк < 30°, sin фк =0,5); F - фоновая концентрация загрязнения воздуха, г/м3.

Мощность эмиссии q в свою очередь вычисляется по зависимости

' 1к Л ( 1д у

У G • N • K + У G . •N . • K

Ю к д. д. д

q = 2,06 •Ю-4 • m

к

У

(4)

где 2,06^10"4 - коэффициент перехода; т - коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия; Gik, Giд - средний

эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных и дизельных автомобилей соответственно, л/км; ^, ^ - расчетная перспективная интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных и дизельных автомобилей, авт./час; Кк, Кд - коэффициенты, учитывающие тип двигателя.

При оценке вероятностей погодных состояний использовались данные натурных наблюдений из книги «Климат Красноярска» под редакцией Швер Ц.А. и Герасимовой А.С. В качестве возможных погодных состояний рассматривались состояния, связанные с направлением ветра и присущей данному направлению средней скорости ветра. Вероятности их наступления оценивались по розе ветров. Также учитывалось два уровня солнечной радиации. Сильная солнечная радиация наблюдается в светлое время суток при солнечной ясной погоде. Доли состояний погоды с сильной радиацией оценивались по формуле

Рс = —, (5)

т

макс

где тср, тмакс - средняя и максимально возможная продолжительность солнечного сияния соответственно, ч.

Доли состояний погоды со слабой солнечной радиацией определялись по зависимости

Рп = 1 - Рс. (6)

На основе вышеуказанных данных были получены значения вероятностей для 72 погодных состояний, учитывающих время года, направление ветра с характерной для него скоростью, уровень радиации. По формуле полной вероятности должно выполняться

72

условие У рк = 1.

к=1

Средняя величина интенсивности движения по данным натурных наблюдений в г. Красноярске на проспекте Свободный в районе остановки «Сады» принималась равной 1212 авт./ч. Состав наблюдавшегося транспортного потока приведён в табл. 1. Результаты расчётов по изложенной методике приведены в табл. 2.

260

Таблица 1

Состав транспортного потока

Вид автотранспортного средства Вид двигателя % в потоке

Легковые карбюраторные 75

малые грузовые грузоподъёмностью до 5 т карбюраторные 12

грузовые грузоподъёмностью более 5 т карбюраторные 4

тяжелые грузовые (КАМАЗ) дизельные 2

автобусы (ЛиАЗ) карбюраторные 7

Таблица 2

Значения среднегодовой концентрации и потенциального территориального риска в придорожном пространстве

Значения параметров на различном удалении от кромки проезжей части

10 м 20 м 40 м 60 м 80 м 100 м 120 м

Среднегодовая концентрация, мг/м3 0,255 0,126 0,085 0,064 0,051 0,039 0,032

Доли ПДКсс 6,39 3,16 2,13 1,59 1,27 0,98 0,79

Потенциальный территориальный риск 0,172 0,072 0,044 0,031 0,023 0,016 0,012

Из таблицы видно, что значение концентрации диоксида азота в атмосфере придорожного пространства достигает предельно допустимого значения только на расстоянии около 100 м. При этом величина потенциального территориального риска уменьшается более чем в 10 раз.

Полученные значения потенциального территориального риска планируется использовать при расчёте индивидуального и социального рисков в дальнейшей работе. ПТШ

Gavrilenko T. V., Admaev O. V.

ECOLOGICAL ESTIMATION OF POTENTIAL TERRITORIAL RISK IN ROADSIDE SPACE

The likelihood estimation of potential risk in the territory adjoining to a highway is resulted. Mid-annual concentration NO2 paid off with the account of possible weather conditions in which quality the conditions connected with a direction and the average speed of a wind, and also two levels of solar radiation were considered.

Key words: potential territorial risk, motor transportation emissions, mid-annual concentration.

— Коротко об авторах --------------------------------------------------

Гавриленко Татьяна Валентиновна - кандидат технических наук, доцент, E-mail: [email protected]

Адмаев Олег Васильевич - кандидат физико-математических наук, доцент, E-mail: [email protected]

Федеральное государственное образовательное учреждение «Сибирский федеральный университет», Институт градостроительства, управления и региональной экономики, г. Красноярск.

А