CC BY
23
УДК: 504.055 ГРНТИ: 87.55.29
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТОМ БОЛЬШОГО ГОРОДА (НА ПРИМЕРЕ Г. АБАКАНА)
А. В. Шимкив, А. А. Голубничий
Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова Россия, 655000 г. Абакан, ул. Ленина, 90
S3 Шимкив Анастасия Вячеславовна - [email protected]
Шумовое загрязнение городов наиболее часто встречаемая проблема современного мира. Для выявления особенностей распространения шума, необходим анализ его характеристик. По результатам проведенных исследований нами была составлена шумовая карта города Абакана. В ходе работы натурные измерения производились в 223 точках, расположенных по всей территории города. Суммарное количество точек и размер шага съемки измерений, расстоянием в 500 м, позволяет говорить о достоверности полученных результатов звукового давления. Для оценки параметров звукового давления была использована градация, составленная Санкт-Петербургскими учеными. В основе данной градации лежит показатель степени воздействия на организм человека. Итоговая шумовая карта, при наличии подробного разбора проблемных зон, может служить наглядным представлением для потенциального внедрения шумозащитных мероприятий.
Ключевые слова: шумовое загрязнение, автотранспорт, натурные измерения, шумовая карта.
GEOENVIRONMENTAL MODELING OF ACOUSTIC POLLUTION BY MOTOR TRANSPORT OF A BIG CITY (BY THE EXAMPLE OF ABAKAN)
A. V. Shymkiv, A. A. Golubnichy
Khakas State University n.a. N.F. Katanov 90 Lenin Ave., 655000 Abakan, Russia
S3 Shimkiv Anastasia - [email protected]
Noise pollution of cities is the most common problem of the modern world. Analysis of its characteristics is needed to identify the peculiarities of noise propagation. According to the results of the conducted research, we have compiled a noise map of the city of Abakan. In the course of the work, full-scale measurements were made at 223 points located throughout the city. The total number of points and the size of the measurement step, the distance of 500 m, allows us to state the reliability of the results of sound pressure. For estimation of parameters of sound pressure the gradation developed by the St. Petersburg scientists was used. The key point of this gradation is the indicator of the degree of impact on the human body. The final noise map, in the presence of a detailed analysis of problem areas, can serve as a visual representation for the potential implementation of noise protection measures.
Keywords: noise pollution, motor transport, full-scale measurements, noise map.
Исследования в области шумового загрязнения являются достаточно актуальной темой. Разнообразие источников возникновения шума и возможности его распространения не позволяют однозначно говорить о мерах ослабления или предотвращения звукового давления. Таким образом, шум - это нежелательный или тревожный звук, который мешает привычной жизнедеятельности человека [1].
В настоящее время многие ученые активно занимаются проблемой распространения звуковых волн. Некоторые из них посвящают этой теме диссертационные работы. Наиболее известными являются труды С. В. Пестряковой «Метод оценки и регулирования шумового режима при обеспечении экологической безопасности крупных урбанизированных территорий», 1999 г [2]; О. А. Ганжи «Оценка шумового воздействия в зонах городских транспортных пересечений на геоэкологическую среду города (на примере г. Волгограда)», 2008 г [3]; В. М. Адайлеха «Внешний шум легкового автомобиля и возможности его снижения», 2000 г [4] и других.
Методы измерения шума различны по своему характеру. Далее представлены основные из них.
Инструментальный метод заключается в натурном измерении шума. Осуществление данного метода возможно с помощью специализированного прибора - шумомер. Этот
метод можно считать наиболее надежным и достоверным. Отрицательными сторонами данного способа являются периодически меняющиеся погодные условия, к которым чувствительны приборы (ветер, дождь и т. п.) и в необходимости закупки специализированного оборудования. Перед проведением измерений шума следует определять метеорологические характеристики по официальным данным метеослужб, либо с помощью соответствующих средств измерений, имеющих действующие свидетельства о поверке:
- приборы для измерения скорости ветра (например, анемометр) должны иметь диапазон измерений не менее от 1 до 10 м/с и погрешность не более ± 0.5 м/с;
- приборы для измерения температуры воздуха (термометр) должны иметь погрешность не более ± 1°;
- приборы для измерения относительной влажности воздуха (гигрометр) должны иметь погрешность не более ± 2%;
- приборы для измерения атмосферного давления (барометр) должны иметь погрешность не более ± 2 мм рт. ст. [5].
Расчетный способ позволяет использовать справочные данные, которые были получены экспериментальным путем. Данный способ удобен в случае, если нет возможности провести натурные измерения. В расчетах можно учиты-
8
Juvenis scientia 2018 № 3 | Науки о земле
вать различные критерии, поправочные коэффициенты, но в связи с этим расчетные действия являются лишь приближенными. Так как полученные значения являются усредненными, то их удобно использовать в прогнозировании шумового загрязнения [2]. К плюсам этого метода можно отнести его универсальность.
Графоаналитический способ осуществляется за счет экспериментальных данных, базирующихся на основе номограмм. «Он является одним из упрощенных методов оценки, предназначенных для инженерных расчетов» [2]. Может выступать, как дополнение к расчетному методу.
Актуальность проблемы шумового загрязнения позволила поставить цель данной работы: составление шумовой карты г. Абакана.
Территория города Абакана относится к центральной части Южно-Минусинской котловины. Располагается на плоской первой надпойменной и частично пойменной террасах рек Абакана и Енисея [6]. Рельеф оказывает определяющее действие на циркуляцию воздуха на наветренных и подветренных склонах и внутри котловин [6].
Количество транспортных средств на территории Абакана и Хакасии в целом ежегодно увеличивается (таблица 1) [7].
Таблица 1
Количество автомобилей, состоящих на учете в Республике Хакасия
Год Всего, единиц Вид транспорта
Легковые Грузовые Автобусы
2010 147324 125218 19243 2863
2011 159459 136321 20089 3049
2012 168038 145613 19451 2974
2013 179623 163322 13758 2543
2014 190611 172608 15416 2587
2015 194472 176006 15917 2549
2016 196771 178029 16174 2568
кового давления происходили на всей территории города Абакана, в период с 9.30 до 12.00 и с 14.00 до 17.00, когда поток автотранспорта носит наиболее постоянный характер. Натурные исследования проводили в сеточном порядке, имея расстояние между точками в 500 м (рисунок 1).
Рисунок 1. Схема расположения точек
В общем счете было проведено 223 измерения. Такое количество точек дает возможность судить о достоверности информации, несмотря на некоторые погрешности, вызванные метеорологическими условиями. В результате на основании данных исследований была составлена шумовая карта города Абакана, посредством специализированной программы для работы с географическими данными - [9].
Число легковых автомобилей росло на протяжении всего рассмотренного периода. Если анализировать остальные виды, а именно - грузовые и автобусы, то пик приходится на 2011 год, далее с переменными значениями происходит спад, либо рост стоящих на учете данных видов транспорта.
Основу городской промышленности составляют предприятия машиностроительной отрасли: местный завод по производству подвижного железнодорожного парка (фи-тинговые платформы для перевозки контейнеров, полувагонов), опытно-механический завод. Легкая промышленность представлена мебельными и обувной фабриками. Широкое развитие получила пищевая промышленность (мясокомбинат, кондитерские фабрики, пивоваренный завод) [8].
Несмотря на вышеперечисленные объекты, основным источником шумового загрязнения в городе Абакане выступает автотранспорт, поскольку большинство предприятий не функционирует в полную мощность и тем самым не способны создавать высокую дополнительную шумовую нагрузку.
Для данной работы был выбран инструментальный метод, являющийся наиболее точным. Замеры уровня зву-
Рисунок 2. Шумовая карта г. Абакана (масштаб 1:100000)
Представленная итоговая карта позволяет отобразить все районы города Абакана с их шумовыми характеристиками. Градация уровней звука происходила по степени воздействия на человека, включая нормируемые значения [10]. Как видно на карте, большинство точек имеют зеленый окрас, что характеризует благоприятную шумовую среду. Основные превышения уровней звука просматриваются по ветке железнодорожного полотна, что свидетельствует о необходимости внедрения шумозащитного барьера, в частности, акустического экрана. Остальные объекты шумового загрязнения можно рассматривать точечно.
Полученная шумовая карта города Абакана может быть использована в сфере продаж, а именно служить для ориентира в выборе места приобретения жилья. Поскольку в последнее время многие люди стали обращать большое внимание на привлекательность районов, в том числе и с точки зрения потенциальных и реальных загрязнений. Помимо этого шумовая карта является носителем информации для разработки шумозащитных мероприятий. С ее помощью можно определять неблагоприятные участки, рассматривать вид и характеристики источника дополнительного звукового давления, прогнозировать дальнейшие изменения физического фактора и проводить защитные
меры. Шумовая карта города будет полезна не только для обычных граждан, но и для представителей органов власти, таких, как Росприроднадзор и Департамент градостроительства, архитектуры и землеустройства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Noise Pollution | Air and Radiation | US EPA. URL: http://www.epa. gov/air/noise.html.
2. Пестрякова С.В. Метод оценки и регулирования шумового режима при обеспечении экологической безопасности крупных урбанизированных территорий: дис. ... канд. техн. наук. М., 1999. 166 с.
3. Ганжа О.А. Оценка шумового воздействия в зонах городских транспортных пересечений на геоэкологическую среду города (на примере г. Волгограда): дис. ... канд. техн. наук. М., 2008. 239 с.
4. Адайлех В.М. Внешний шум легкового автомобиля и возможности его снижения: дис. ... канд. техн. наук. М., 2000. 142 с.
5. ГОСТ 20444-2014 Шум. Транспортные потоки. Методы определения шумовой характеристики; введ. 01.07.2015. М: Стандар-тинформ, 2015. 30 с.
6. Кыров В.В. Геоэкологическая оценка рекреационных ресурсов урбанизированных территорий (на примере г. Абакана): автореф. дис. ... канд. геогр. наук. М., 2008. 23 с.
7. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Республики Хакасия в 2016 году» // Министерство природных ресурсов и экологии Республики Хакасия, 2017 год, Абакан. С. 150-152.
8. Энциклопедия промышленности России. Заводы Абакана, промышленные предприятия. URL: http://www.wiki-prom.ru/ city/460city.html.
9. QGIS. Свободная географическая информационная система с открытым кодом. URL: http://www.qgis.org/ru/site/index.html.
10. Заборщикова Н.П., Пестрякова С.В. Шум города. Оценка и регулирование шумового режима селитебных территорий. М.: Издательство АСВ; СПб.; СПбГАСУ, 2004. С. 112.
Поступила в редакцию 26.02.2018
