Определение газозащитной эффективности экранирующих мероприятий на автомобильной дороге Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ТРАНСПОРТ

УДК 656.5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОЗАЩИТНОИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКРАНИРУЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ НА АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГЕ

© 2007 г. А.В. Скрыпников, С.А. Лебединский

Автомагистраль «Каспий», в пределах Терновско-го и Грибановского районов Воронежской области, согласно СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги», имеет 1-ю техническую категорию. Интенсивность движения составляет 8540 авт/сут. Средняя скорость движения автомобилей составляет 85 км/ч. Характеристика состава движения указана в табл. 1.

Скорость господствующего ветра равна щ = 3 м/с. Угол направления ветра к оси трассы принимаем у = = 90°. Данные по фоновой концентрации отсутствуют.

Полученная информация о ситуационной обстановке на дороге позволяет оценить динамику распространения облака выхлопных газов над придорожной территорией на примере изменения концентрации оксида углерода. Для расчета воспользуемся:

- общепринятой методикой [1] оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом на различном удалении от кромки проезжей части на уровне 1,5 м от поверхности земли;

- разработанным в исследовательской работе алгоритмом расчета загрязнения воздушного пространства выхлопными газами автотранспорта в различных условиях экранирования источника загрязнения.

В первом случае расчет начинаем с определения удельной эмиссии оксида углерода по формуле

q = 2,06 х10 -4 m

£ GlkNlkKk l + l £ GwNwKд

г/мс,

(1)

от средней скорости транспортного потока; принимаем равным т = 2; Gk - средний эксплуатационный расход топлива, л/км; Gia - то же, для дизельных автомобилей, л/км; Nik - интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт/ч; Nia - то же, для дизельных автомобилей, авт/ч; Кк и Кд - коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения для карбюраторных и дизельных типов двигателей соответственно.

При расчете рассеяния выбросов от автотранспорта и определения концентрации токсичных веществ на различном удалении от дороги используется модель Гаусса распределения примесей в атмосфере на небольших высотах, концентрацию загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода вдоль автомобильной дороги можно определить по формуле

C =

2q

72Л<

-+ F ; C =

2q

паи 0 sin y

V2rä

- + F, (2)

паи 0 sin y

где С - концентрация данного вида загрязнения в воздухе, г/м3; с - стандартное отклонение Гауссового рассеивания в вертикальном направлении, м; и0 -скорость ветра, м/с; у - угол, составляемый направлением ветра к трассе дороги, град (у = 90°); Р - фоновая концентрация, г/м3 (Р = 0 г/м3).

Оценка и прогнозирование динамики рассеивания облака выхлопных газов проводились на примере изменения концентрации оксида углерода по значениям введенной концентрации

где 2,06х10- - коэффициент перехода к принятым единицам измерения; т - коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия, зависящий

C - C

^ ^ гг

C - C

max min

(3)

Таблица 1

Характеристика состава движения на автомагистрале «Каспий», в пределах Терновского и Грибановского районов Воронежской области

Тип автомобилей Содержание в потоке, % Интенсивность N, авт/ч Средний эксплуатационный расход топлива G, л/км

Легковые 70 250 0,11

Малые грузовые карбюраторные 10 35 0,16

Грузовые карбюраторные 15 50 0,33

Автобусы карбюраторные 5 20 0,37

C =

где С - значения приведенной концентрации; С -значения концентрации, рассчитанные по формуле (2), г/м3; Стах - расчетное значение концентрации вещества на расстоянии 10 м от кромки проезжей части на уровне 1,5 м, г/м ; Ст1П - фоновая концентрация (Стш = Р), Г/м3.

При применении лесополосы (рис. 1) в качестве газозащитного экранирования автомобильной дороги согласно методическим рекомендациям [1], состоящей из двух рядов низкорослого кустарника и двух рядов низкокронного дерева, происходит снижение концентрации выхлопных газов на 30 %.

Рис. 1. Экранирование автомобильной дороги в виде лесополосы, состоящей из двух рядов низкорослого кустарника и двух рядов низкокронного дерева

Результаты расчета концентраций оксида углерода при расчетном значении д = 0,00127 г/мс представлены в табл. 2.

Таблица 2

Расчетные значения концентрации оксида углерода на различном удалении от кромки проезжей части

Расстояние от дороги, м

Концентрация, С, мг/м3

Приведенная концентрация,

10

0,33 0,33

20

0,16 0,16

0,48 0,48

40

0,084

0,058

0,25 0,18

60

0,056

0,039

0,17 012

Примечание. В числителе - значение концентрации без экранирования, в знаменателе - при экранировании.

Во втором случае проведем расчет согласно разработанному алгоритму и структурной схеме (см. рис. 1) расчета загрязнения воздушного пространства выхлопными газами автотранспорта в различных условиях экранирования источника загрязнения. Для этого составим таблицу ввода исходных данных (табл. 3).

Таблица 3

Исходные данные для расчета и оценки динамики загрязнения воздушного пространства выхлопными газами

Исходные данные

Концентрация Стах, мг/м3

Концентрация Cmin, мг/м3

Скорость ветра и0, м/с

Высотные уровни расчета концентрации Н, м

Расстояние до источника Lb, м

Расстояние до экранирования, х1э, м

Просветность экранирования ф, %

Высота экранирования, кэ, м

Значения

0,33

1,5; 3; 4,5 и 6

10; 20; 40 и 60

20

Сопоставление расчетных значений приведенной концентрации, полученных по методике [1] и рассчитанных по результатам проведенных исследований, представлено на рис. 2.

По результатам расчета концентрации оксида углерода для прогнозирования динамики распространения облака выхлопных газов построены изолинии (рис. 3) изменения приведенной концентрации исследуемого загрязнителя в придорожном пространстве.

-45 м-

-15 м-

60 м

"777*"

40

"777-

0 0 а

60 м

45 м

-15 м-

60 м

40

(П

0 0

б

-J

01

40 40

60 м

Рис. 2. Изолинии изменения приведенной концентрации оксида углерода в придорожном пространстве: а - без экранирования дороги, б - при одностороннем экранировании дороги

0

0

6

1

по разработанным эмпирическим формулам не противоречит общепринятой методике оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом [1]. Расчетные значения концентрации, указывают на содержание оксида углерода в воздушном пространстве над придорожной территорией в концентрациях, не превышающих предельно допустимый уровень для этого вещества. При этом газозащитная эффективность мероприятий, применяемых во втором случае расчета, определяемая величиной снижения концентрации оксида углерода на заветренной стороне экранирования, составляет около 40 %.

10 20 30 40 50 60

Расстояние до дороги, м

Рис. 3. Сопоставление результатов расчета приведенной концентрации оксида углерода на высоте 1,5 м по методике [1] с результатами расчета по эмпирическим формулам исследовательской работы. Расчетные кривые по эмпирическим формулам: 1 - без экранирования дороги, 2 - при одностороннем экранировании дороги

На основании рис. 3 можно утверждать, что расчет концентрации оксида углерода, произведенный

Учёт водоподачи на трубопроводах большого диаметра (Б > 300 мм) требует достаточно больших затрат, связанных со стоимостью расходомера. Реальные возможности снизить затраты - это использовать парциальный метод измерения расхода. Основной смысл этого метода состоит в том, чтобы с помощью небольшого расходомера или счетчика количества контролировать поток в трубопроводе большого диаметра.

Простота конструкции и дешевизна делают парциальные расходомеры весьма перспективным методом измерения расхода и стока. Однако их применение осложняется тем, что требуется установление связи между расходом в основном Q и обводном д трубопроводе, т.е. установление градуировочной характеристики. Обычно эта связь устанавливается экспериментально и требует специального достаточно дорогостоящего оборудования. В этой статье рассматривается метод построения градуировочной характеристики расчетным путем.

Литература

1. Рекомендации по учету требований по защите окружающей среды при проектировании автодорог и мостовых переходов. М., 1995.

2006 г.

Рассмотрим типичную схему парциального расходомера с сужающим устройством на основном трубопроводе в виде диафрагмы (на рис. 1 диафрагма показана пунктиром).

ройством на основном трубопроводе

Воронежская государственная лесотехническая академия 12 декабря

УДК 625.24

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРЦИАЛЬНОГО РАСХОДОМЕРА РАСЧЁТНЫМ ПУТЕМ

© 2007 г. А.В. Кречко