Методические примеры (задачи) для практических занятий 5 – 7 и самостоятельной работы студентов по дисциплине «Обследование и экологическая оценка территории»

Занятие 5

Для анализа суффозионного процесса, протекающего на участке городской территории необходимо построить карту гидроизогипс на миллиметровке формата А3 в масштабе 1:500. Карта составляется на основании исходных данных, взятых из таблицы 1 приложения Б. Скважины образуют на местности квадратную сетку со стороной 40 м. Сечение гидроизогипс должно быть 0,5 м. Положение промежуточных точек определяется методом линейной интерполяции между отметками уровней грунтовых вод в скважинах. В каждом квадрате сетки скважин следует определить направление движения грунтовых вод и обозначить вектора градиентов напора воды. Рассчитать наибольшие значения градиентов напора воды в каждом квадрате сетки скважин и представить их в табличной форме.

При прогнозировании суффозионных явлений следует рассчитать критический градиент по формуле Е.А. Замарина:

i_кр= ( γ – 1 ) (1 – n) + 0,5 n, (1)

где γ – удельный вес породы, г/см³,

n – пористость породы, д.е.

После определения критического градиента следует сравнить его с полученными градиентами и выделить на карте гидроизогипс зоны, в которых может наблюдаться суффозия и участки территории на которых возможно развитие подтопления. Для выделенных зон следует разработать и обосновать мероприятия по предотвращению суффозии и дать их краткую характеристику.

Занятие 6

Рассчитать максимальную приземную концентрацию вредного вещества С_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси, содержащей выброс двуокиси серы М_SO2=12 г/с, из одиночного точечного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях для одиночной дымовой трубы диаметром устья 1,4 м. Скорость выхода газовоздушной смеси ω₀= 7 м/с, температура газовоздушной смеси Т_г=125^оС, температура окружающего воздуха Т_в=25^оС.

Влияние рельефа местности на загрязнение городских земель следует учитывать безразмерным коэффициентом η, входящим в формулу для расчета приземной концентрации вредного вещества C_м.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества C_М, мг/м³, при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии R (м) от источника и определяется по формуле:

(2)

где

А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (для условий Краснодарского края А = 200);

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе: а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей пыли и золы F = 1; б) для мелкодисперсных аэрозолей (кроме пыли и золы) при среднем коэффициенте очистки выбросов менее 90% F = 2; от 75% до 90% – F = 2,5; менее 75% и при отсутствии очистки – F = 3;

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса (m=0,98; n=1);

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;

V₁ – расход газовоздушной смеси ( ), м³/с;

 Т – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего воздуха Т_в, ^оС;

η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности.

Значение η устанавливается на основе анализа картографического материала, освещающего рельеф местности в радиусе до 50 высот источника загрязнения.

Если в окрестности рассматриваемого источника выбросов можно выделить отдельные изолированные препятствия, вытянутые в одном направлении (гряду, гребень, ложбину, уступ), то коэффициент η определяется по формуле:

η = 1 + ₁(η_m – 1), (3)

где η_m – определяется по таблице 1 в зависимости от форм рельефа, сечения которых представлены на рисунке 1, и безразмерных величин n₁= Н/h_o и n₂=а_о/ h_o (n₁ определяется с точностью до десятых, а n₂ – с точностью до целых). H – высота источника, h_o – высота (глубина) препятствия, а_о - полуширина гряды, холма, ложбины или протяжённость бокового склона уступа, x_о – расстояние от середины препятствия или ложбины и от верхней кромки с плана уступа до источника загрязнения.

_{Таблица 1 - Значения коэффициента ηm в зависимости от n1 и n}2

n1	Ложбина (впадина)				Уступ				Гряда (холм)
	n2
	4 - 5	6 - 9	10 - 15	16 - 20	4 - 5	6 - 9	10 - 15	16 - 20	4 - 5	6 - 9	10 - 15	16 - 20
< 0,5	4,0	2,0	1,6	1,3	3,5	1,8	1,5	1,2	3,0	1,5	1,4	1,2
0,6 - 1	3,0	1,6	1,5	1,2	2,7	1,5	1,3	1,2	2,2	1,4	1,3	1,0
1,1 - 2,9	1,8	1,5	1,4	1,1	1,6	1,4	1,2	1,1	1,4	1,3	1,2	1,0
3 - 5	1,4	1,3	1,2	1,0	1,3	1,2	1,1	1,0	1,2	1,2	1,1	1,0
> 5	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0

Значение функции ₁ определяется в зависимости от отношения x_о/a_o по графикам (смотри рисунок 1), соответствующим различным формам рельефа.

Если препятствие представляет собой гряды (ложбины), вытянутые в одном направлении, значения h_o и а_о определяются для поперечного сечения, перпендикулярного этому направлению. Если изолированное препятствие представляет собой отдельный холм (впадину), то h_o выбирается соответствующим максимальной (минимальной) отметке препятствия, а n₂ - максимальной крутизне склона, обращённого к источнику.

Для источников выброса, расположенных в зоне влияния нескольких изолированных препятствий, определяются значения η для каждого препятствия, и используется максимальное из них.

На карте рельефа должны быть выделены зоны повышенной и пониженной концентрации загрязнителей.

Рисунок 1 – Графики определения коэффициента ₁ в зависимости от форм рельефа: а) гряда (холм); б) ложбина (впадина); в) уступ

Занятие 7

Шумовой режим городских территорий в основном зависит от городско­го транспорта. По этой причине в первую очередь анализируют его влия­ние на застройку. Шумы оценивают эквивалентным уровнем звука L_Aэкв. Величину этого показателя замеряют шумомерами с фильтрами, уменьшающими чувствительность в низкочастотном спектре. Однако такие замеры отражают состояние на момент измерений, а не стабильное значе­ние уровня звука. Поэтому чаще применяют расчет по формулам.

Они выведены на основании независимых исследований ряда специалистов, которые предложили различные формулы расчета. Наиболее проста формула, рекомендованная ЦНИИП градостроительства. По этой формуле суммарный уровень звука на расстоянии 7,5 м от оси крайней проезжей части магистрали L_aэкв, дБА, равен:

L_Аэкв = A lg N + 1,7 lg v + 43,2, (1)

где А = 6,83 + 0,025 + 0,0375 р — коэффициент, зависящий от интер­валов движения и характеристики проезжей части; N—интенсивность движения в оба направления, авт/ч; v — средняя скорость автомобиль­ного потока, км/ч; р — суммарный процент грузового и общественного пассажирского транспорта, %.

В этой формуле приняты некоторые допущения. Например, считают, что расстояние между экипажами S < 20 м, интенсивность движе­ния составляет N < 2000 авт/ч, а скорость движения v > 40 км/ч. При таких значениях транспортного потока его относят к линейному источнику шума. Эти допущения позволили упростить расчеты, а определенные погрешности в результатах вполне допустимы для градостроительного проектирования.

Еще одна погрешность не учтена этой формулой: пульсирующее движение транспорта, которое имеет место на городских улицах. В них потоки формируются у регулируемых перекрестков, автомобили движутся «пачками» с интервалами, соответствующими циклам светофора. Основанием для пренебрежения этой погрешностью служит то обстоятельство, что горожанину безразлично, какой шум: постоянный или пульсирующий. Человек реагирует на максимальные значения звуковых волн.

На базе приведенной выше формулы предложен графоаналитический метод расчета уровня звука. Для этого разработана специальная номограмма. Метод используется в такой последовательности.

По натурному обследованию территории и потоков транспорта на прилегающих магистралях выявляют исходные данные. Обычно в теплое время года на перекрестках устанавливают учетчиков, которые учитывают параметры движения в «часы пик». Результаты получен­ных данных сводят в форму табл. 2.

Таблица 2 - Форма учета параметров потока транспорта

Наименование и № узла……………………………… Схема движения

Время обследования (дата, время суток)…………… в узле

Учетчик (Ф.И.О.)……………………………………...

Интервалы времени обследования	Параметры проходящих потоков
	Автомобили		Автобусы, троллейбусы	Трамваи
	легковые	грузовые (марка)

Эквивалентные уровни звука в точке, расположенной в 7,5 м от ближайшей полосы движения, определяют по номограмме, приведенной на рис. 2. Здесь величина L_Aэкв поставлена в зависимость от сочетания парных значений. Вначале скорости движения v, км/ч, и процента содержания в потоке грузового и общественного транспорта р (см. шкалы в левой части рисунка). Потом от плотности потока N, авт/ч, и его скорости v (правая часть рисунка).

Рисунок 2 – Графический метод расчета уровней звука L_{А Экв}:

(номограмма для определения эквивалентного уровня звука в 7,5 м от ближайшей полосы движения транспорта)

Шум от трамвая учитывают, принимая эквивалентный уровень звука по таблице 3. Шум от открытой линии метрополитена условно принимают по этой же таблице.

Таблица 3 - Учет шумового загрязнения от движения трамвая

№ п/п	Влияющий фактор и его показатель	Эквивалентный уровень звука LA экв, дБА, при интенсивности движения
		0	+1	+2	+3	+4
	Количество трамваев в потоке по типам, пар/ч:
1	МТБ	—	10	15	25	30
2	РВЗ	10	15	25	30	—
3	«Татра»	20	25	30	—	—

Результаты расчета шумового режима записывают в табличной форме (табл.4).

Таблица 4 - Результаты расчета шумового загрязнения

Название улицы, наименование узла и № поста	Скорость движения, км/ч	Количество грузового и общественного транспорта в потоке, %	Интенсивность движения транспорта в обоих направлениях			Эквивалентный уровень звука LА экв , дБА				Превышение LА экв над нормативным (LА н = 55 дБА)
			Безрельсового, авт/ч	Трамваев, пар/ч	Метрополитена	От безрельсового транспорта	От трамвая	От метрополитена	Общий в 7,5 м от ближайшей полосы движения