ВЛИЯНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРОДА ТОМСКА
|
АННОТАЦИЯ 2
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, СОКРАЩЕНИЙ, ТЕРМИНОВ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ Г. ТОМСКА 7
1.1. Характеристика физико-географических и климатических условий г. Томска....7
1.2. Характеристика загрязнения атмосферного воздуха г. Томска 9
2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ АВТОТРАНСПОРТА 13
2.1. Суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автотранспорта при оптимальных условиях движения 13
2.2.Оценка фактической пропускной способности транспортной сети г. Томска 30
2.3.Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха при фактической пропускной способности дорог 32
2.4. Анализ загрязнения атмосферного воздуха города Томска при различных режимах пропускной способности транспортных сетей 35
3. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ В ЦЕЛЯХ СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 57
3.1. Управление дорожной сетью городов 57
3.2. Предложения по оптимизации транспортных потоков г. Томска с целью
снижения уровня загрязнения атмосферы 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 85
ПРИЛОЖЕНИЕ В 114
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 132
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, СОКРАЩЕНИЙ, ТЕРМИНОВ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ Г. ТОМСКА 7
1.1. Характеристика физико-географических и климатических условий г. Томска....7
1.2. Характеристика загрязнения атмосферного воздуха г. Томска 9
2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ АВТОТРАНСПОРТА 13
2.1. Суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автотранспорта при оптимальных условиях движения 13
2.2.Оценка фактической пропускной способности транспортной сети г. Томска 30
2.3.Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха при фактической пропускной способности дорог 32
2.4. Анализ загрязнения атмосферного воздуха города Томска при различных режимах пропускной способности транспортных сетей 35
3. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ В ЦЕЛЯХ СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 57
3.1. Управление дорожной сетью городов 57
3.2. Предложения по оптимизации транспортных потоков г. Томска с целью
снижения уровня загрязнения атмосферы 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 85
ПРИЛОЖЕНИЕ В 114
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 132
Передвижные источники загрязнения пространственно рассредоточены по территории города Томска и расположены в непосредственной близости к жилым районам, что создает общий повышенный фон загрязнения.
Актуальность работы определяется тем, что передвижные источники располагаются невысоко от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и скапливаются в зоне дыхания людей.
Определение пропускной способности необходимо не только для выявления участков, требующих улучшения условий движения и оценки экономичности, удобства движения всего потока автомобилей по маршруту, но и для выявления концентрации загрязняющих веществ у магистралей.
Мониторинг загрязнение атмосферного воздуха города Томска проводится ежегодно, и результаты публикуются в государственном докладе «О состоянии и охране окружающей среды Томской области», но при оценке состояния приземного слоя атмосферы не учитывается время автомобильных пробок, в которых находится транспорт.
При движении автомобилей в городе и на дорогах с переменным уклоном и часто меняющимися скоростями с включенной передачей и открытой дроссельной заслонкой двигателям приходится около 1/3 путевого времени работать в режиме принудительного холостого хода.
Во время стоянки в режиме холостого хода, двигатель не отдает а, напротив, поглощает энергию, накопленную автомобилем. При этом непроизводительно расходуется топливо, усиленное всасывание которого приводит к наибольшему выбросу вредных загрязняющих веществ в атмосферу.
Объект исследования: приземный слой атмосферы города Томска.
Предмет исследования: пропускная способность транспортной сети и ее влияние на загрязнение атмосферного воздуха города Томска.
Цель работы: заключается в оценке влияния пропускной способности дорожной сети на загрязнение атмосферного воздуха города Томска.
В рамках поставленной цели определены следующие задачи исследования:
- изучить транспортную доступность дорог, и выявить время ее наибольшей загруженности;
- провести расчет рассеивания загрязняющих веществ при различных условиях загруженности транспортной сети и их анализ;
- разработать мероприятия по снижению выбросов ЗВ от автотранспорта во время автомобильных пробок.
Практическая значимость работы заключается в том, что в результате исследований определен фактический вклад автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха
Личный вклад автора:
- проведение мониторинга транспортной сети и выявления времени наибольшей загруженности дорог;
- проведение расчетов выбросов загрязняющих веществ и их рассеивание по территории города Томска;
- анализ и определение наиболее загрязненных участков на дорожной сети.
Выбор цели и задач исследования, проведение расчетов и анализ рассеивания загрязняющих веществ были проведены совместно с научным руководителем Жарчинским Николаем Владимировичем.
Выражаю огромную благодарность научному руководителю, Жарчинскому Николаю Владимировичу и Резник Валентине Яковлевне за ценные консультации и помощь в написании дипломной работы.
Актуальность работы определяется тем, что передвижные источники располагаются невысоко от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и скапливаются в зоне дыхания людей.
Определение пропускной способности необходимо не только для выявления участков, требующих улучшения условий движения и оценки экономичности, удобства движения всего потока автомобилей по маршруту, но и для выявления концентрации загрязняющих веществ у магистралей.
Мониторинг загрязнение атмосферного воздуха города Томска проводится ежегодно, и результаты публикуются в государственном докладе «О состоянии и охране окружающей среды Томской области», но при оценке состояния приземного слоя атмосферы не учитывается время автомобильных пробок, в которых находится транспорт.
При движении автомобилей в городе и на дорогах с переменным уклоном и часто меняющимися скоростями с включенной передачей и открытой дроссельной заслонкой двигателям приходится около 1/3 путевого времени работать в режиме принудительного холостого хода.
Во время стоянки в режиме холостого хода, двигатель не отдает а, напротив, поглощает энергию, накопленную автомобилем. При этом непроизводительно расходуется топливо, усиленное всасывание которого приводит к наибольшему выбросу вредных загрязняющих веществ в атмосферу.
Объект исследования: приземный слой атмосферы города Томска.
Предмет исследования: пропускная способность транспортной сети и ее влияние на загрязнение атмосферного воздуха города Томска.
Цель работы: заключается в оценке влияния пропускной способности дорожной сети на загрязнение атмосферного воздуха города Томска.
В рамках поставленной цели определены следующие задачи исследования:
- изучить транспортную доступность дорог, и выявить время ее наибольшей загруженности;
- провести расчет рассеивания загрязняющих веществ при различных условиях загруженности транспортной сети и их анализ;
- разработать мероприятия по снижению выбросов ЗВ от автотранспорта во время автомобильных пробок.
Практическая значимость работы заключается в том, что в результате исследований определен фактический вклад автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха
Личный вклад автора:
- проведение мониторинга транспортной сети и выявления времени наибольшей загруженности дорог;
- проведение расчетов выбросов загрязняющих веществ и их рассеивание по территории города Томска;
- анализ и определение наиболее загрязненных участков на дорожной сети.
Выбор цели и задач исследования, проведение расчетов и анализ рассеивания загрязняющих веществ были проведены совместно с научным руководителем Жарчинским Николаем Владимировичем.
Выражаю огромную благодарность научному руководителю, Жарчинскому Николаю Владимировичу и Резник Валентине Яковлевне за ценные консультации и помощь в написании дипломной работы.
Автомобильный транспорт относится к основным источникам загрязнения окружающей среды города, а пропускная способность транспортной сети способствует образованию автомобильных пробок, во время которых выбросы вредных веществ в атмосферу увеличиваются.
По анализу мониторинга транспортной доступности дорог города Томска, выявлено время и степень наибольшей загруженности дорог.
По результатам мониторинга автомобильных пробок в час пик, в периоды времени с 8.00 до 9.00, 18.00 до 19.00, была получена информация по движению автотранспорта на следующих улицах г. Томска: пр. Ленина, пр. Фрунзе, пр.
Комсомольский, ул. Московский тракт, ул. Пушкина, ул. Красноармейская, ул. Иркутский тракт, ул. Елизаровых, ул. Мичурина. Было установлено, что максимальная загруженность дорог наблюдается в утренние и вечерние час пик, а так же в предпраздничные дни.
В будние дни с 7.30 - 9.00 часов наблюдается средняя степень загруженности дорог, пробки возникают в основном в направлении центра города. Максимальная загруженность на небольших участках дорог, средняя скорость движения транспорта, на которых составляет 7 -15 км/ч.
В вечернее время час пик приходится на 17.00 - 19.00 на всех основных проспектах и крупных улицах образуются дорожные заторы с различной степенью загруженности, от максимальной до средней. Длина дорожных заторов резко увеличивается, а скорость движения автотранспорта на дорогах снижается с 20 - 25 км/ч до 7 - 15 км/ч.
На основе результатов времени образования дорожных заторов и количества автотранспорта, находящегося в пробках были произведены расчеты выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
С помощью комплексной программы УПРЗА «ЭРА» v1.7 фирмы Н1П1 «Логос- Плюс», проведены расчеты рассеивание полей концентрации вредных веществ на территории г. Томска.
На основе полученных данных полей рассеивания для каждого из веществ, с помощью программы ArcGIS (ArcMap), были оцифрованы и составлены карты - схемы с показателями предельно допустимой концентрации по каждому загрязняющему веществу и их рассеиванию по территории города.
По результатам анализа выбросов загрязняющих веществ были выявлены превышения выбросов при различных условиях пропускной способности дорог по следующим веществам: сернистый ангидрид, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, сажа, формальдегид, бенз(а)пирена, бензин нефтяной, углеводороды С12-С19.
При сравнительном анализе расчетов выбросов ЗВ были выявлены наиболее загрязненные участки и изменение ПДК при учете оптимальных и фактической ситуации на дорожной сети.
На перекрестке пр. Фрунзе - пр. Комсомольский зафиксированы превышения формальдегида (0.0653 до 0.1288 ПДК), диоксида азота (2.0197 ПДК до 3.8349 ПДК), углерода оксида (81.0732 до 251,415 ПДК), сернистого ангидрида (0.478 до 1.0423 ПДК), бензина нефтяного (10.327 до 28.895 ПДК).
На перекрестке пр. Фрунзе - ул. Красноармейская превышение сажи составило 0.5333 ПДК до 0.8444 ПДК
Выявлено превышение оксида азота в 2 раза на перекрестке пр. Ленина - ул. Московский тракт (0.3283 до 0.7108 ПДК).
На перекрестке пр. Ленина - ул. Учебная установлено превышение углеводороды С12-С19 (0.7702 до 0,911 ПДК).
Максимальные выбросы загрязняющих веществ зарегистрированы в условиях низкой пропускной способности дорог на перекрестках:
- ул. Фрунзе - пр. Комсомольский. ПДК загрязняющих веществ на данном участке составляют: сернистый ангидрид (1.0423 ПДК), оксид углерода (251,415 ПДК),
бенз(а)пирен (0.0024 ПДК), бензин нефтяной (28.895 ПДК);
- пр. Ленина - ул. Московский тракт: оксид азота (0.7108 ПДК);
- пр. Ленина - ул. Беленца: формальдегид (0.1288 ПДК).
Таким образом, при высокой нагрузке транспортной сети наблюдается загрязнение атмосферного воздуха по всей территории города Томска, с выделением участков с повышенными концентрациями вредных веществ. Для данных участков необходимо провести ряд мероприятий направленных на снижение времени стоянки автомобилей в дорожных заторах, а так же уменьшение количества транспортных единиц, движущихся по данным участкам дорожной сети.
Основными и наиболее приемлемыми направлениями природоохранной деятельности в отношении атмосферного воздуха г. Томска являются мероприятия по газификации автотранспорта, озеленению города и созданию «зеленых барьеров», а так же изменение системы уборки дорог в зимний период, а для разгрузки основных магистралей применение альтернативной схемы движения автотранспорта.
Автотранспорт вносит существенный вклад в общее загрязнение приземного слоя атмосферного воздуха города Томска, поэтому необходимо обратить внимание на построение надежной транспортной сети, которое позволит увеличить уровень доступности дорог, и тем самым сократить выбросы выхлопных газов в воздушный бассейн города.
По анализу мониторинга транспортной доступности дорог города Томска, выявлено время и степень наибольшей загруженности дорог.
По результатам мониторинга автомобильных пробок в час пик, в периоды времени с 8.00 до 9.00, 18.00 до 19.00, была получена информация по движению автотранспорта на следующих улицах г. Томска: пр. Ленина, пр. Фрунзе, пр.
Комсомольский, ул. Московский тракт, ул. Пушкина, ул. Красноармейская, ул. Иркутский тракт, ул. Елизаровых, ул. Мичурина. Было установлено, что максимальная загруженность дорог наблюдается в утренние и вечерние час пик, а так же в предпраздничные дни.
В будние дни с 7.30 - 9.00 часов наблюдается средняя степень загруженности дорог, пробки возникают в основном в направлении центра города. Максимальная загруженность на небольших участках дорог, средняя скорость движения транспорта, на которых составляет 7 -15 км/ч.
В вечернее время час пик приходится на 17.00 - 19.00 на всех основных проспектах и крупных улицах образуются дорожные заторы с различной степенью загруженности, от максимальной до средней. Длина дорожных заторов резко увеличивается, а скорость движения автотранспорта на дорогах снижается с 20 - 25 км/ч до 7 - 15 км/ч.
На основе результатов времени образования дорожных заторов и количества автотранспорта, находящегося в пробках были произведены расчеты выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
С помощью комплексной программы УПРЗА «ЭРА» v1.7 фирмы Н1П1 «Логос- Плюс», проведены расчеты рассеивание полей концентрации вредных веществ на территории г. Томска.
На основе полученных данных полей рассеивания для каждого из веществ, с помощью программы ArcGIS (ArcMap), были оцифрованы и составлены карты - схемы с показателями предельно допустимой концентрации по каждому загрязняющему веществу и их рассеиванию по территории города.
По результатам анализа выбросов загрязняющих веществ были выявлены превышения выбросов при различных условиях пропускной способности дорог по следующим веществам: сернистый ангидрид, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, сажа, формальдегид, бенз(а)пирена, бензин нефтяной, углеводороды С12-С19.
При сравнительном анализе расчетов выбросов ЗВ были выявлены наиболее загрязненные участки и изменение ПДК при учете оптимальных и фактической ситуации на дорожной сети.
На перекрестке пр. Фрунзе - пр. Комсомольский зафиксированы превышения формальдегида (0.0653 до 0.1288 ПДК), диоксида азота (2.0197 ПДК до 3.8349 ПДК), углерода оксида (81.0732 до 251,415 ПДК), сернистого ангидрида (0.478 до 1.0423 ПДК), бензина нефтяного (10.327 до 28.895 ПДК).
На перекрестке пр. Фрунзе - ул. Красноармейская превышение сажи составило 0.5333 ПДК до 0.8444 ПДК
Выявлено превышение оксида азота в 2 раза на перекрестке пр. Ленина - ул. Московский тракт (0.3283 до 0.7108 ПДК).
На перекрестке пр. Ленина - ул. Учебная установлено превышение углеводороды С12-С19 (0.7702 до 0,911 ПДК).
Максимальные выбросы загрязняющих веществ зарегистрированы в условиях низкой пропускной способности дорог на перекрестках:
- ул. Фрунзе - пр. Комсомольский. ПДК загрязняющих веществ на данном участке составляют: сернистый ангидрид (1.0423 ПДК), оксид углерода (251,415 ПДК),
бенз(а)пирен (0.0024 ПДК), бензин нефтяной (28.895 ПДК);
- пр. Ленина - ул. Московский тракт: оксид азота (0.7108 ПДК);
- пр. Ленина - ул. Беленца: формальдегид (0.1288 ПДК).
Таким образом, при высокой нагрузке транспортной сети наблюдается загрязнение атмосферного воздуха по всей территории города Томска, с выделением участков с повышенными концентрациями вредных веществ. Для данных участков необходимо провести ряд мероприятий направленных на снижение времени стоянки автомобилей в дорожных заторах, а так же уменьшение количества транспортных единиц, движущихся по данным участкам дорожной сети.
Основными и наиболее приемлемыми направлениями природоохранной деятельности в отношении атмосферного воздуха г. Томска являются мероприятия по газификации автотранспорта, озеленению города и созданию «зеленых барьеров», а так же изменение системы уборки дорог в зимний период, а для разгрузки основных магистралей применение альтернативной схемы движения автотранспорта.
Автотранспорт вносит существенный вклад в общее загрязнение приземного слоя атмосферного воздуха города Томска, поэтому необходимо обратить внимание на построение надежной транспортной сети, которое позволит увеличить уровень доступности дорог, и тем самым сократить выбросы выхлопных газов в воздушный бассейн города.
