12. Ул Основные методы снижения шумового воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду

Источники возникновения шума на железнодорожном транспорте

На рис. пунктиром отмечены места возникновения шума, то есть его источники. Первый из них (нижний) - шум от качения представляет собой наиболее серьезное воздействие, создаваемое железной дорогой, и в основном образуется на поверхности контакта между колесом и рельсом. Появлению шума способствуют такие факторы, как силы продольного и поперечного воздействия, реакции на вертикальную нагрузку, силы в точке контакта колеса и рельса. Шум в основном связан с высоким давлением качения стали по стали, характерным для системы колесо-рельс. Интенсивность и частота шума непосредственно определяются качеством конструкции верхнего строения пути, земляного полотна и грунтового основания, а также транспортными средствами.

Второй вид шума - аэродинамический шум вызывается аэродинамическим сопротивлением поезда, которое растет пропорционально квадрату скорости его движения. Этот шум зависит от формы и аэродинамических качеств покрытия кузова, местоположения и числа токоприемников, очертаний и длины поезда.

Вклад шумов различного происхождения в общий шум, сопровождающий движение поездов различен: так, для скоростей 100 - 120 км/час эквивалентный уровень шума от качения составляет 60 – 75 дБ(А) в то время как шум от токоприемников – 45 – 60 дБ(А), а при скоростях движения около 400 км/час происходит увеличение и того и другого шумов: первого до 78 – 92 дБ(А), а второго – до 82 – 97 дБ(А). Таким образом, рост величины аэродинамического шума опережает рост шума от качения и его вклад в величину общего шума превышает вклад шума от качения.

По данным немецких ученых, максимальный уровень, равный 84 дБ(А), зарегистрирован при движении поезда ICE со скоростью 264 км/ч на уровне каретки токоприемника и в зоне его основания на уровне крыши вагона то есть, на высоте 4 – 5 метров от головки рельса.

Высокоскоростное движение предполагает использование электрической тяги. При отрыве токоприемника от контактного провода образуется электрическая дуга, что приводит к образованию шума.

Шум, возникающий при движении поездов, оказывает влияние не только на организм человека (из числа персонала и населения), но и на флору и фауну территории, по которой проходит железная дорога.

Изменение качества среды обитания животных, а следователь­но, их численности из-за влияния транспортных сооружений железнодорожного транспорта мо­жет проявляться в виде [18]:

- изменения структуры растительности, почвы, освещения, вод­ного баланса или шумового загрязнения придорожной зоны;

- разделения сред обитания (местообитаний) и действия транс­портного сооружения в качестве барьера для перемещения отдельных особей;

- уменьшения и изоляции среды обитания локальных популяций (для островковых остаточных сред обитания видов животных, подвергающихся опасности);

- лишения возможности миграции животных на больших терри­ториях.

Показатели состояния животного мира, связанные с воздей­ствием транспортных сооружений, обычно рассматриваются на уровне зооценоза и отдельных животных (табл. 1.1).

При оценке изменения плотности популяции видов-индика­торов антропогенной нагрузки необходимо учитывать как они реагируют на воздействие. Так как популяции устойчивых видов будут увеличивать свою численность, а популяции видов, чувствительных к антро­погенной нагрузке, — уменьшать ее. Оценку биологического разнообразия про­водят по критерию Симпсона:

D=1/(P²₁+... + P²_n), (1.1)

где P₁…P_n — доля каждого вида в суммарном биологическом разнообра­зии, принятом за единицу.

Таблица 1.1 - Состояние фауны как индикатор экологического состояния территории

Показатель	Относительно удовлетворитель­ная экологиче­ская ситуация	Чрезвычайная экологическая ситуация	Экологическое бедствие
Уменьшение биоразнообразия, % исходного	Менее 5	25...50	Более 50
Уменьшение плотности популяции вида-индикатора антропогенной нагрузки, %	Менее' (более1) 20	20...50	Более' (менее1) 50
Уменьшение численности (плотности) охотничье-промысловых видов животных, число раз от нормального	Менее 2	3...10	Более 10

Для устойчивых видов численность популяции увеличивается, а для чувствительных – уменьшается.

На условия жизни животных вблизи конкретных транспортных сооружений будут влиять «краевые зоны» ландшафтов с нарушен­ными экологическими системами, на которые действуют следую­щие факторы (без учета факторов химического загрязнения):

барьерные факторы (откосы, насыпи, выемки, уклоны, ограж­дения, экраны, путь), препятствующие естествен­ной миграции видов к местам их временного и постоянного оби­тания, обмену генофонда, размножению, питанию;

факторы беспокойства (шум, вибрация, свет от движущихся транспортных средств), пугающие, беспокоящие животных и на­рушающие их среду обитания;

факторы, обусловливающие столкновения с подвижным составом и гибель на до­рогах (факторы прямого риска для биоты помимо риска от преды­дущих факторов, «растянутого» во времени).

Шум, визуальное воздействие транспорта являются основными факторами влияния на численность птиц и животных на придорожных территориях. На открытых участках местности влияние шума и визуальных факторов распространяется на большие расстояния, загрязнение воздуха — на небольшие. В лесу только шумовое загрязнение распространяется на значительные расстояния. Связь между интенсивностью движения и плотностью популяций птиц более значима для шума, чем для визуального воздействия или комбинации шума и визуального воздействия.

Установлены зависимости продуктивности сельскохозяйственных животных от уровня шумового воздействия на них. Считается, что негромкая плавная музыка повышает надои крупного рогатого скота и прирост массы их тела. Громкая джазовая музыка – наоборот вызывает снижение продуктивности, а разнородные не мелодичные звуки (примерно такого плана как и вызываемые работой железнодорожного транспорта) – могут привести к еще большему снижению продуктивности и некоторым негативным последствиям (например, снижению жирности и других показателей качества молока). Примерно такое же воздействие шумов отмечено и для урожайности культурных растений, в частности для кукурузы, пшеницы и некоторых других. Относительно природных (диких) растений и животных таких исследований видимо не проводилось, поэтому мы можем только предположить, что воздействие шума на все виды живых организмов примерно одинаково, кроме того, для диких животных необходимо учитывать фактор страха, вызываемый громкими, резкими звуками и яркими вспышками света ночью. В пользу такого предположения говорит и тот факт, что была выявлена зависимость между плотностью популяции лесной кукушки, и уровнем шумовой нагрузки, вызываемой движением транспорта (см. рис.).