6.6.2. Управління екологічною безпекою по відношенню до виду техногенної небезпеки, що формується фізичними чинниками

Підсистема управління екобезпекою стосовно виду небезпеки, формованої фізичними чинниками (рис. 6.3), реалізується елементом управління, який забезпечує ослаблення інтенсивності дії джерел небезпеки. Вказаний елемент управління включає 2 управлінські технічні рішення, які передбачають оптимізацію позиційності небезпеки при техногенних землетрусах і зниження рівнів фізичного забруднення.

Управлінські технічні рішення зі зниження несприятливої позиційності джерел екологічної небезпеки при техногенних землетрусах (технічне рішення №5 на рис. 6.3).

На території певного регіону може бути розташована значна кількість об'єктів, підданих спільному впливу численних джерел техногенної сейсмічності (як стаціонарних, так і пересувних). Для визначеності розглянемо міст через велику річку, через який здійснюється інтенсивний рух автомобільного та залізничного транспорту. На відстані близько 2 км від нього знаходиться гранітний кар'єр. Відносна віддаленість цього джерела техногенних землетрусів від розглянутого об'єкта дозволяє констатувати, що одноразове ініціювання джерела техногенної сейсмічності помітного прямого руйнівного впливу на міст практично не здійснює. Але, тривалий у часі (декілька десятиліть) вплив, сприяє накопиченню механічних напруг у конструктивних елементах моста. На сформовані напружені стани накладається постійна (і більш значна) дія пересувних джерел локальної техногенної сейсмічності (великовантажного транспорту).

Іншим прикладом може бути ситуація, коли гребля великого водосховища розташована у безпосередній близькості від гранітного карєру. Тут рівень екологічної небезпеки значно вище, ніж у попередньому випадку.

Як основний напрямок управління техногенною безпекою для аналізованих ситуацій доцільно розглядати беззаперечне виконання погодженого графіка ініціювання землетрусів з метою зниження ступеня накладання сейсмічної дії від різних джерел. Так, при проходженні потягу обмежується рух великовантажного автотранспорту. Регулюються як швидкість, так і щільність транспортного потоку. Під час здійснення вибухів у кар'єрах знижується інтенсивність руху транспорту. Виконання зазначених заходів дозволяє зменшити імовірність накопичення напруг в елементах конструкцій споруд.

Управління техногенною безпекою у відношенні до сейсмопідвержених промислових і цивільних об'єктів, які розташовані у безпосередній близькості від джерел техногенних землетрусів, спрямовано на попередження ушкоджень устаткування, будинків і споруд. З цією метою виконується обстеження наслідків прояву техногенної небезпеки, регулярне виконання регламентних і ремонтних робіт.

У реальних умовах стосовно вибухів у кар'єрах реалізуються найбільш діючі напрямки управління екологічною безпекою з числа розглянутих в розділі 6.3, а саме:

• у кар'єрах, які найбільш близько розташовані до сейсмопідвержених об'єктів, розробка гірських порід здійснюється в тих напрямках, де відсутні такі об'єкти;

• в усіх кар'єрах регіону використовується метод короткоуповільнених вибухів, що сприяє зниженню інтенсивності впливу на об'єкти.

Застосування технічних засобів для зменшення рівня шумового забруднення (управлінське рішення № 6 на рис. 6.3).

Серед підвидів техногенної небезпеки, пов'язаної з фізичними чинниками впливу на природне середовище, одним з пріоритетних у більшості регіонів є шумове забруднення, яке створюється як стаціонарними (промисловими), так і пересувними (різні види транспорту) джерелами. Має місце «сусідство» у більшості випадків з іншими видами техногенної небезпеки, зокрема, з хімічним забрудненням. Теоретичним базисом управлінського рішення № 6 (рис. 6.3) є закономірність управління, яка полягає в мінімізації несприятливого сусідства небезпек різного генезису.

Найбільш дієвим способом зниження рівня шумового забруднення є застосування глушників. Зокрема, для поглинання виробничого шуму може бути використаний розроблений авторами підручника глушник інтерференційно-активного типу, надійний в експлуатації, має незначний аеродинамічний опір (до 0,45 атм) та високу ефективність поглинання шумового випромінювання (зменшує рівень шуму на 2426 Дб) [22]. Зменшення інтенсивності автотранспортного шуму на 2633 Дб досягається за допомогою системи, що складається з приєднаних послідовно резонатора Гельмгольца та равликоподібного глушника, внутрішня поверхня якого покрита скловолокном [23]. Конструктивні особливості зазначених шумопоглинаючих пристроїв наведені в п.7.6 розділу 7 підручника.

Для реалізації управління екологічною безпекою при шумовому забрудненні, яке створюється авіаційними джерелами, доцільно оптимізувати маршрути польотів авіатранспортних засобів з метою мінімізації інтенсивності шуму в приземному прошарку атмосферного повітря. Це можна здійснити із застосуванням моделі просторового поширення шумового забруднення й одержання на її основі відповідних шумових карт. Така модель базується на застосуванні методів геометричної акустики [24], в яких поширення звуку характеризується звуковими променями.

Модель шумового забруднення в середовищі (атмосферному повітрі) полягає в тому, що на відстані r(м) від джерела, звукова потужність якого Р(Вт), створюється шумове забруднення інтенсивністю J (Вт/м²). Просторову зону, де r >> ( - довжина звукової хвилі), називають далекою зоною акустичного поля. У цьому випадку джерела акустичних коливань можна вважати точковими.

Звукова потужність джерела виражається як [24]:

Р = J_ср  S, (6.10)

де S - площа уявної поверхні, яка спрощено повторює форму джерела звуку і проходить через точку спостереження, м²;

J_ср – середня по поверхні інтенсивність звуку, Вт/м².

Нерівномірність випромінювання шуму в різних напрямках ураховується коефіцієнтом спрямованості К:

, (6.11)

де J – інтенсивність звуку, створюваного джерелом у даній точці сфери, Вт/м².

З формул (6.10, 6.11) одержується вираз для інтенсивності звуку на відстані r від джерела (на сфері радіуса r):

. (6.12)

У далекій зоні акустичного поля помітну роль відіграє поглинання звуку. В загальному випадку закон поглинання (аналог закону Бугера в оптиці) має вигляд:

, (6.13)

де J - інтенсивність звуку на відстані r від джерела з урахуванням поглинання, Вт/м²;

J_о - вихідна інтенсивність звуку (без врахування поглинання), Вт/м²;

 - коефіцієнт поглинання, м^-1.

Підставляючи (6.13) у (6.12) одержують формулу для інтенсивності звуку на відстані r від одиночного джерела з урахуванням поглинання:

. (6.14)

Рівень інтенсивності звуку L (дБ) виражається відомою формулою:

L=10 lg(J / J_n), (6.15)

де J - інтенсивність досліджуваного звуку, Вт/м²;

J_n - інтенсивність звуку на порозі чутності, Вт/м².

Числове значення J_n дорівнює 10^-12 Вт/м² [24].

Наведена модель (формули 6.14 і 6.15) реалізується [25] у комп'ютерній програмі розрахунку полів максимальних інтенсивностей звукових коливань у приземному прошарку атмосферного повітря від декількох авіаційних джерел. Коефіцієнт  залежить від температури повітря, його відносної вологості і частоти коливань звукової хвилі. Характеристики джерел (кількість авіатранспортних джерел, їх координати, рівень звукової потужності) і керуючі параметри програми (номенклатура ізоліній інтенсивності звуку) вводяться в комп'ютер у діалоговому режимі. Програма дозволяє виводити карти акустичного забруднення атмосфери на екран, дисплей чи принтер.

Доцільно розглянути окремий випадок використання програми для регулювання рівня шумового забруднення приземного прошарку атмосфери в районі селітебної забудови поблизу аеродрому (рис.6.9.).

Рисунок 6.9. – Модель шумового забруднення в районі аеропорту:

–аеродром;

– селітебна забудова;

* – проекція на земну поверхню місця знаходження вертольота;

1, 2, 3 – ізолінії приземних розрахункових рівней інтенсивності шуму в 75 дБ, 65 дБ, 55 дБ, відповідно.

На рис. 6.9 наведена карта-схема, на якій зображені ізолінії максимальних розрахункових рівнів інтенсивності звуку, створюваного чотирма вертольотами МІ-8 при висоті їх перебування над рівнем землі близько 200 м. Вони розміщені у вершинах прямокутника. Рівень випромінюваної акустичної потужності Р складає 140 дБ.

Аналіз рис. 6.9 показує, що в деяких районах селітебної забудови рівень шумового забруднення досягає 75 дБ. Це корелює з результатами інструментальних вимірів. На підставі розрахунків підібрані оптимальні маршрути руху вертольотів. При цьому в районах селітебної забудови досягнуті рівні шумового забруднення, що не перевищують гранично припустимих значень.