Инженерно-экологические изыскания по строительству автомобильной дороги на участке А-Б Новосибирской области
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-23272.zip (65kb [zip], Скачиваний: 177) скачать |
Федеральное Агентство по Образованию РФ
Томский Государственный
Архитектурно-Строительный Университет
Кафедра охраны труда и окружающей среды
Инженерно-экологические изыскания по строительству автомобильной дороги на участке А-Б Новосибирской области.
Выполнил: студент группы 212/3
Полканов В. А.
Проверил: Цветкова Л. Н.
Томск - 2004
Задание
Исходные данные:
1.Топографическая карта местности в масштабе 1:10000, с горизонталями через 2,5 м.
2.Исходная интенсивность движения 950 авт./сут.
3.Коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения Кг = 1,05, закономерность изменения интенсивности Nt= N∙Kгt-1, состав движения (табл.1).
Таблица1
Марка транспортного средства Состав движения, %
Легковые автомобили типа ВАЗ, Москвич, 55
Волга, Toyota, Mazda, Landrover, Ford, Opel,
Volkswagen, Mercedes, Volvo идр.
Грузовые автомобили: Зил-130, Газ-6602, 20
Зил-133Г, Зил-164А, Маз-516 и др.
Самосвалы: Маз-503, Краз-256Б, 5
Камаз-5510, Magirus-232D 26K, Tatra-148S 1M 13
Автобусы: Паз-672, Паз-3201, Лаз-695Н, 7
Лиаз-677, Volvo, Ikarus-280 и др.
4.Район проектирования трассы – Новосибирская область.
5.Грунтовые условия – тяжёлые пылеватые суглинки.
-2-
Содержание
1.Природно-климатические условия района
проектирования автомобильной дороги
1.1.Природные условия
1.2.Рельеф
1.3.Почва 1.4.Климат
1.5.Экономика
1.6.Растительность
1.7.Животный мир
1.8.Промерзание почвы
2.Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду
2.1.Охрана окружающей среды при строительстве,
содержании и эксплуатации автомобильных дорог
2.2.Загрязнение окружающей среды отработавшими газами
автомобилей
2.3.Загрязнение окружающей среды горюче-смазочными
материалами, продуктами испарения и др., образующихся
при движении транспортного потока
2.4.Охрана окружающей среды при строительстве дорог
в лесисто-болотистой местности.
2.5.Дорожная эрозия и борьба с ней.
3.Трассирование автомобильной дороги
3.1.Обоснование углов поворота для трассы
4.Оценка лесных хозяйств в Новосибирской области.
4.1.Расчёт стоимости вырубаемого леса
5.Оценка загрязнения атмосферы Новосибирской области
5.1.Расчёт уровня загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом
6.Оценка загрязнения водной среды Новосибирской
области.
6.1.Расчёт уровня воздействия поверхностного стока на
автомобильной дороге
7.Очистка загрязненных почв в Новосибирской области.
7.1.Расчёт загрязненной почвы придорожной полосы
придорожной полосы свинцом
1.Природно-климатические условия района проектирования
1.1.Природные условия.
Площадь Новосибирской области – 178,2 тыс. км2, население 2522 тыс. человек (1973). Расположена в юго-восточной части Западно-Сибирской равнины, главным образом в междуречье Оби и Иртыша, занимает в основном южную часть Васюганской равнины и Барабинскую низменность, на востоке примыкает к Салаирскому кряжу. Большинство рек принадлежит бассейну реки Оби, многие впадают в бессточные озёра. Северо-западная часть области орошается притоками Иртыша – Омью и Тарой. До 28% площади области занято болотами. Степная зона занимает около 1млн. га. Область расположена в центральной части крупнейшего в мире Западно-Сибирского артезианского бассейна. До глубины 500 м они гидрокарбонатно-кальциевые, а глубже гидрокарбонатно-натриевые.
1.2.Рельеф
Новосибирская область имеет преимущественно равнинный рельеф с высотами до 150 – 200 метров, за исключением восточной части, где расположены Приобское плато, предгорная наклонная равнина, и на юго-востоке, где высоты достигают 300 – 350 метров (наибольшая 493 метров). Для центральных и южных частей области характерны гривы высотой 6 – 10 метров, вытянутые с северо-востока на юго-запад; межгривные понижения заняты болотами и озёрами.
1.3.Почвы
На сравнительно небольшом пространстве от северной до южной границы области встречаются 12 типов почв: подзолистые, подзолисто-глеевые, серые лесные, серые лесные глеевые, чернозёмы, лугово-чернозёмные, луговые, лугово-болотные, болотистые, солоди, солонцы солончаки. Общая площадь наиболее ценных в сельскохозяйственном отношении автоморфных почв составляет всего 24,3%. На территории выделяется три климатические зоны по типу увлажнения: влажная (лесная), умеренно увлажнённая (лесостепная) и недостаточно увлажнённая (степная).
1.4.Климат
Климат резко-континентальный. Для него характерны резкие колебания температуры. Амплитуда средних месячных температур воздуха составляет 36-40°, а абсолютных – возрастает до 94°. Зима в Новосибирской области суровая и продолжительная (до 5,5 месяцев), лето жаркое, но довольно короткое. Переходные сезоны – весна и осень – очень сжатые, с неустойчивой погодой. Средняя температура января t = -19˚C. Средняя температура июля t = +18˚. Осадков выпадает от 300 до 450 мм в год. Абсолютный минимум температуры t = -55˚. Абсолютный максимум температуры t = +40˚C. Наибольшая скорость ветра – 32м/с, фиксируется раз в 20 лет.
Большую роль в формировании климата играют процессы переноса воздушных масс, посредством которых на материк передаётся влияние океанов и соседних климатических областей: резко-континентальной Восточной Сибири, сухих и жарких Казахстана, Средней Азии и т. д. Большое разнообразие в климатические особенности области вносит огромное количество озёр и рек разной величины, болота и озёра, испаряющие значительное количество воды. Определённую роль в климатообразовании играет и растительный покров, в известной степени увлажняющий атмосферу. Характер поверхности, открытость территории с севера и юга благоприятствует свободному проникновения холодного воздуха с севера и более тёплого – с юга. Горные массивы, расположенные к юго-востоку от Новосибирской области (Салаир, Кузнецкий Алатау, Алтай), обостряют фронты, изменяют пути циклонов, усиливают антициклональные явления и т. д., тем самым оказывая некоторое влияние на формирование климата соседней равнинной территории.
Климатические условия Новосибирской области вследствие большого числа солнечных дней и небольшой влажности весьма благоприятны для здоровья людей. Обилие солнечного тепла и света в течение вегетационного периода даёт возможность выращивать здесь основные сельскохозяйственные культуры, в том числе и плодово-ягодные.
1.5.Экономика
Промышленность области представлена выработкой электро- и теплоэнергетики, чёрной и цветной металлургией, химической, лесной и деревообрабатывающей, промышленностью строительных материалов, лёгкой и пищевой. На первом месте находится машиностроение и металлообработка (43,8%). На втором месте пищевая промышленность (20%). Третье место занято предприятиями хлопчатобумажной, швейной, обувной, т. е. лёгкой промышленностью (8,4%). Энергетика базируется на углях Кузбасса и гидроэнергии реки Оби (Новосибирская ГЭС). К югу от Новосибирска залежи каменного угля – Горловский антрацитовый бассейн и Завьяловский район Кузбасса. На территории области обнаружено около 25 видов полезных ископаемых. В пределах Западно-Сибирской равнины распространены ископаемые, связанные с мезозойско-кайнозойским осадочным чехлом: нефть, газ, бурый уголь, торф, проявления железных руд и титановых россыпей, строительные материалы. Длина железных дорог 1533 км (1972). Судоходство на Оби. Сельское хозяйство имеет зерново-животноводческое направление. Все сельскохозяйственные угодья занимают 8,4 млн. гектар. Животноводство молочно-мясного направления.
1.6.Растительность
Лесная зона Новосибирской области представляет собой южную, сравнительно небольшую часть западносибирской тайги. Лесом покрыто около 4 млн. га, или 1/5 территории области. Наибольший процент лесистости – в подзоне южной тайги, где господствуют хвойные породы с примесью берёзы, осины. Повышенной лесистостью отличаются Присалаирье и район приобских Сосновых боров. Породный состав лесов области не отличается большим разнообразием. Преобладают лиственные леса (75%), в том числе берёзовые (62%) и осиновые (13%). Среди хвойных, занимающих 25% общей площади лесов, сосна составляет 21,6%, пихта – 1,4%, кедр – 1,2%, ель – 0,7%, лиственница – 0,1%. В лесной зоне выделяют две подзоны: северную таёжную (хвойно-лесная) и южную подтаёжную (лиственно-лесная).
Северная таёжная подзона охватывает север Кыштовского, Куйбышевского, Каргатовского и Колыванского районов. Для неё характерна заболоченная тёмнохвойная тайга, в которой преобладает ель, образующая густые, тёмные леса, реже встречаются лиственница сибирская и сосна. В качестве примеси распространены берёзы повислая, пушистая, осина дрожащая, а по берегам рек – серебристый и чёрный тополи. В подлеске – рябина, шиповник, жёлтая акация, калина обыкновенная, ива козья и т. д. Кроме пихтово-кедровых и елово-пихтовых тёмнохвойных лесов, в этой подзоне распространены чистые кедрачи, занимающие в Михайловском и Северном лесхозах 60000 га.
К югу от таёжной хвойно-лесной подзоны протянулась подтаёжная лиственно-лесная подзона, в которой преобладают мелколиственные берёзовые и берёзово-осиновые леса, нередко разреженные, паркового типа, обычно приуроченные к плоским увалам между болотами, серым лесным почвам. Изредко встречаются сосна и ель. Леса нередко чередуются с низинными осоковыми осоково-моховыми болотами, суходольными разнотравно-злаковыми лугами. В лесной зоне широко распространены болота, которые покрывают 5 млн. га – около 28% всей территории.На Барабинской низменности преобладают берёзо-осиновые «колки». Луга и пастбища главным образом на Барабинской низменности и по долинам крупных рек.
1.7.Животный мир
Животный мир области разнообразен. На севере в лесных районах обитают: медведь, северный олень, лось, рысь, косуля, росомаха, выдра, речной бобр. Основу пушного промысла составляют белка, колонок, горностай. Из птиц – глухарь, рябчик. Животный мир лесной зоны по количеству видов менее богат, нежели соседней лесостепной зоны, здесь встречается до 220 видов птиц и 70 видов млекопитающих. В лесостепной зоне обитают: волк, лисица, горностай, ласка, тушканчик, заяц-беляк, заяц-русак; в озёрах Барбы – ондатра, водяная крыса. Многие пресные степные озёра богаты рыбой, однако видовой состав их невелик.
1.8.Промерзание почвы
Наибольшая глубина промерзания почвы 246 см, наблюдается в феврале.
2.Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду
2.1.Охрана окружающей среды при строительстве, содержании и эксплуатации автомобильных дорог.
В зонах, прилегающих к автомобильным дорогам, особенно с интенсивным движением, существенно ухудшаются условия существенно растительности и животных и, наконец, человека.
Чтобы не допустить дальнейшего расширения отрицательного воздействия автомобильных дорог на окружающую их среду, необходимо чётко представлять себе все возможные направления этих воздействий и уметь давать им качественную и количественную оценку. Необходимо, чтобы во всех проектах автомобильных дорог (технических, проектах организации и производства работ, проектах содержания дорог) всегда были тщательно разработанные разделы охраны окружающей среды. При реконструкции автомобильных дорог старые дорожные одежды рекомендуется разбирать, а материалы использовать повторно, в том числе перерабатывать и использовать цементо- и асфальтобетоны. Спрямлённые участки дорог следует рекультивировать и возвращать землевладельцам. Технологические решения при строительстве дорог должны предусматривать ущерба окружающей среде и обеспечение устойчивого состояния природного баланса при выполнении работ, которые могут вызвать изменение инженерно-геологических и экологических условий. Не допускается повреждение растительного и дерново-почвенного покровов, выполнение планировочных и мелиоративных работ за пределами территорий, отведённых для строительства дороги. Все повреждения, нанесённые природной среде в зоне временного отвода в результате строительства временных сооружений и дорог, проезда строительного транспорта, стоянок машин, складирования материалов и т. п., должны быть устранены к моменту сдачи дороги в эксплуатацию. При выборе методов производства работ и средств механизации следует учитывать необходимость соблюдения соответствующих санитарных норм предельно допустимого загрязнения атмосферы, воды, ограничения шума, вибрации и других видов вредных воздействий на природную среду. Почвенно-растительный покров является национальным достоянием, поэтому удаляемый с полосы отвода или с поверхности резервов плодородный слой почвы, а также мохорастительный покров в районах вечной мерзлоты в целях последующего использования для рекультивации следует складировать в специально отведённых местах. После окончания работ временно занимаемые земли, в том числе подъездные пути, должны быть восстановлены в соответствии с проектом рекультивации.
Верхний почвенно-растительный слой, богатый гумусом, является национальным богатством, поэтому при строительстве автомобильных дорог его необходимо снимать, хранить, а затем использовать при воспроизводстве биологических ресурсов. Почвенно-растительный слой снимается на всю ширину земляного полотна между внешними бровками боковых резервов. Если земляное полотно проходит в выемках, то плодородный гумусированный слой снимается между внешними бровками откосов, при устройстве нагорных и водоотводных канав – на их ширину поверху.
Концентрация токсичных веществ, выделенных автомобилями, зависит не только от их количества, но и от дорожных, топографических и метеорологических условий. Дорожные условия – категория дороги, характер и интенсивность движения, ширина проезжей части, величина продольного уклона и радиусов горизонтальных кривых, наличие видимости на последних, тип поперечного профиля (выемка/насыпь), наличие перекрёстков, развязок, придорожной растительности, зданий и т. д. Топографические условия определяются рельефом местности, метеорологические – направлением и скоростью ветра, температурой и влажностью воздуха, интенсивностью солнечной радиации, стабильностью погоды (атмосферной устойчивостью, степенью турбулентности воздуха в приземном слое, частотой возникновения и видом температурных инверсий и т. д.).
При массовых работах по строительству
асфальтобетонных бетонных покрытий в атмосферу выбрасывается большое количество
других токсичных углеводородов.
Эффективным методом снижения количества выбросов углеводородов является замена
битумов при производстве асфальтобетона битумными эмульсиями. Подобным образом
в США при реконструкции сети дорог протяжённостью 21,4 тыс. км выброс
углеводородов в атмосферу был снижен на одну тысячу тонн. Всё большее распространение
для укрепления грунтов и некондиционных каменных материалов, приготовлении
пластбетонов, заполнения швов в цементобетонных покрытиях и т. д. Находят
применение различные синтетические смолы (эпоксидные, фенол-альдегидные,
фенол-формальдегидные), составляющие которых являются токсичными веществами.
При дорожных работах компоненты стекают с земляного полотна на прилегающую
местность, загрязняя почву, грунтовые и поверхностные воды; испаряясь,
загрязняют атмосферу. Их концентрации в воздухе, водоёмах и почве нормированы
ПДК.
Радикальным средством снижения загрязнения воздуха является применение на строительной технике электрических двигателей. Однако в настоящее время их применение в массовом порядке на землеройно-транспортных машинах не представляется возможным в связи с необходимостью частой подзарядки аккумуляторов, малой мощностью электродвигателей. Лучшие результаты получены при применении электродвигателей на стационарно работающих машинах: экскаваторах, компрессорах и др. Преимуществом этих машин является то, что они могут работать без аккумуляторов, питаясь от электрической сети. В последние годы выпуск нашей промышленностью машин с электроприводом значительно вырос.
Вывод: На территории прокладки трассы необходимо особо отнестись к вопросу производства работ, так как район ещё слабо затронут человеческой деятельностью. Местность слабо изучена, возможно возникновение многих неблагоприятных процессов, которые необходимо учесть.
2.2.Загрязнение окружающей среды отработавшими газами автомобилей.
65% токсичных выбросов автомобилей приходится на отработавшие выхлопные газы, 20% - на картерные газы, 14% - испарение бензина. Если бы двигатели внутреннего сгорания были эффективны на все 100%, то в качестве выхлопа выбрасывалась бы углекислый газ и водяной пар. Однако эффективность сгорания топлива в двигателях низкая, происходит не полное сгорание, а крекинг топлива, поэтому в выхлопных газах содержится около200 различных соединений.
По характеру воздействия на организм человека, химической структуре и свойствам компоненты отработавших газов можно разделить на шесть основных групп.
Первую группу представляют нетоксичные вещества: азот, кислород, водяные пары, углекислый газ.
Вторую группу составляет окись углерода, или угарный газ, выделяемый двигателями в наибольшем количестве. Он не имеет ни цвета, ни запаха, для негохарактерно большое сродство с гемоглобином крови, снижает обеспеченность тканей кислородом, нарушает углеводный и фосфорный обмен. Воздействие на организм человека зависит от концентрации СО в воздухе: 0,0016% - безвредно; 0,01 – хроническое отравление при длительном вдыхании; 0,05 – слабое отравление через 1ч.; 1% - потеря сознания после нескольких вдохов.
Третью группу составляют окислы азота NOx, состоящие из окиси NO и двуокиси NO2. По действию на организм человека NOXболее опасны, чем СО. В зависимости от объёмной концентрации в атмосфере NOX воздействовать на человеческий организм следующим образом: 0,00001% - абсолютный порог воздействия; 0,0001-0,0003% - порог восприятия запаха; 0,0013% - порог раздражения слизистых оболочек носоглотки, глаз; 0,001%-0,002% - образование метагемоглобина в крови; 0,004-0,008% - отёк лёгких, воспаление дёсен и т. д. При концентрации 0,085 мг/м3 и выше возможно внутреннее кровоизлияние, смерть от асфиксии. NOX является своеобразными катализаторами, способствующими под воздействием ультрафиолетового солнечного облучения окислительному распаду углеводородов и образованию сложных токсичных веществ раздражающего действия. NOX представляет собой кислотообразующие окислы, поскольку при определённых условиях, в присутствии кислорода воздуха могут превращаться в азотную и азотистую кислоты или их соединения. Причём эти реакции могут происходить в организме человека, раздражающе действуя на дыхательные пути, слизистые оболочки глаз. При постоянном воздействии растворов азотной кислоты срок службы железобетонных конструкций снижается в 4-5 раз.
Рассмотренные выше вещества – газы. Однако в выхлопах автомобилей имеются вещества в виде паров и аэрозолей, что приводит к дополнительным трудностям при анализе загрязнения воздуха. В первую очередь к ним необходимо отнести различные углеводороды, которые относятся к четвёртой, самой многочисленной группе. Углеводороды – это соединения типа CnHm, являющиеся представителями всех гомологических рядов: алканов, алкенов, алкадиенов, цикланов, и т. д. Из общего количества органических компонентов отработавших газов предельные углеводороды составляют 32%, непредельные – 27,2%, ароматические – 4%, альдегиды и кетоны – 2,2%. Загрязнение воздуха углеводородами и окислами азота тем более опасно, что NOX под действием длинноволнового солнечного ультрафиолетового облучения являются катализаторами, приводящими к окислительному распаду углеводородов с образованием так называемого фотохимического смога. Количество и интенсивность образования фотооксидантов зависят от концентрации в воздухе исходных компонентов – CnHm и NOx. Критическими для начала фотохимических реакций являются концентрации CnHm более 5 мг/м3 и NOx – 0,15-0,2 мг/м3. Контролируя эти концентрации, можно предупредить появление смога.
В фотохимических реакциях образования смога участвуют также альдегиды, образующие пятую группу компонентов в отработанных газах автомобилей. К ним в основном относятся формальдегид и акролеин. Формальдегид – бесцветный газ с резким запахом, воздействие которого на организм человека зависит от концентрации в воздухе: 0,00037% - безвреден; 0,007% - лёгкое раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек носа и глаз; 0,018% - сильное раздражение с осложнениями. Акролеин – бесцветная жидкость с характерным запахом. В объёмной концентрации в воздухе 0,00008% - безвреден; 0,00016% - восприятие запаха; 0,0005% - трудно переносим; 0,002% - непереносим; 0,014% - приводит к смерти через 10 мин.
Кроме газов, паров и аэрозолей автомобили выбрасывают значительное количество твёрдых частиц, которые образуют шестую группу компонентов отработавших газов. Основным компонентом твёрдых выбросов является сажа, состоящая из частиц твёрдого углерода. Термический крекинг топлива наиболее благоприятно происходит в дизельных двигателях, поэтому по сравнению с бензиновыми они выбрасывают сажи гораздо больше (соответственно 40 и 1100 мг/м3). Увеличение выбросов сажи дизельных двигателей происходит при повышении их нагрузки, например, на подъёмах. Поэтому проектирование продольного профиля автомобильных дорог необходимо производить не только из условий допускаемых скоростей автомобилей, но и с учётом допускаемого загрязнения воздуха. Хотя сажа загрязняет воздух, ухудшает видимость и может раздражать дыхательные пути, она в гигиеническом отношении не представляет непосредственной опасности для организма человека. Главная опасность сажи в том, что вследствие значительной активной удельной поверхности (до 75 м2/г) на ней конденсируются CnHm, в том числе бензапирен-3,4, адсорбированный поверхностью сажи, действует на живые клетки сильнее, чем в чистом виде.
В настоящее время для повышения октанового числа бензина и в качестве антидетонационной присадки в карбюраторных двигателях применяется тетраэтилсвинец. В 1литре этилированного бензина содержится 0,4 – 0,8 г металлического свинца, 75% которого в процессе сгорания превращаются в высокотоксичные аэрозоли окислов с величиной частиц до 5мк. Содержание свинцовой пыли в отработавших газах автомобиля колеблется от 0,07 до 400 мг/м3, а мировой парк автомобилей выбрасывает в год свыше 400 тыс. т свинца. Соединения свинца – наиболее токсичные компоненты отработавших газов. Они способны накапливаться в растениях, животных, в организме человека. При содержании свинца в крови 7мг/мл происходят нарушение процесса кровообращения, он повреждает мозг детей, печень и почки взрослых, нарушает функции нервной системы, приводя к параличу.
Чтобы оградить население от шума и отработавших газов при пересечении дорогами населённых пунктов, необходимо устраивать зелёные насаждения в сочетании с защитными барьерами и экранами. Если интенсивность автомобильного движения высока, для зелёных насаждений лучше рекомендовать газоустойчивые породы деревьев и кустарников.
Вывод: Местность в районе проектирования слабо-пересечённная, что будет способствовать быстрому переносу отработавших газов на прилегающие территории. Для того чтобы избежать, или хотя бы смягчить это воздействие, необходимо в районах пикетов 8-31 и 40-49 вдоль дорог произвести насаждения деревьев, устойчивых к загрязнениям и способным поглощать вредные газы.
2.3. Загрязнение окружающей среды горюче-смазочными материалами, продуктами испарения и др., образующихся при движении транспортного потока.
Загрязнение окружающей среды, образующееся при эксплуатации автомобильных дорог, по видам загрязнения можно разделить на загрязнение, обусловленное движением транспортного потока, и загрязнение, вызванное материалами, применяемыми при содержании дорог. Кроме загрязнения атмосферы отработавшими газами автомобилей, которое было рассмотрено выше, загрязнение от движущегося транспортного потока включает в себя загрязнение токсичными продуктами истирания дорожных покрытий и автомобильных шин, твёрдыми частицами выхлопных газов ГСМ, мусором и т. д. Загрязнение, вызванное содержанием дорог, представляет собой загрязнение солями при зимней борьбе с гололёдом, пестицидами при уничтожении растительности на обочинах и откосах, различными средствами при борьбе с пылеобразованием на дорогах с переходными и низшими типами покрытий. Загрязнение при эксплуатации автомобильных дорог по степени воздействии можно разделить на следующие категории: 1) хроническое (постоянное) загрязнение (продуктами сгорания, истирания покрытий и шин, мусором, ГСМ возле пунктов технического обслуживания дорожного движения); 2) периодическое (сезонное) загрязнение, в зависимости от времени года (противогололёдными солями зимой, пестицидами и средствами для борьбы с пылеобразованием летом); 3) случайное загрязнение, образующееся в результате аварий и ДТП.
При движения автомобилей по дороге происходит изнашивание автомобильных шин, тормозных прокладок и истирание асфальтобетонных покрытий. При истирании автомобильных шин происходит в основном загрязнение придорожной полосы кадмием, который добавляется к резине для ускорения процессов вулканизации. Содержание кадмия значительно увеличивается при истирании старых шин с восстановленным протектором. Кадмий – весьма токсичный элемент, способный накапливаться в организме человека и поражать его внутренние органы.
Очень опасной для здоровья человека является канцерогенная асбестовая пыль, образующаяся при изнашивании тормозных прокладок и истирании асфальтобетонных покрытий, содержащих асбест. В связи с этим необходимо ужесточить контроль за использованием в верхних слоях асфальтобетонных покрытий асбестосодержащих материалов вплоть до их запрещения.
В процессе наружной мойки автомобилей частицы различных нефтепродуктов, находящиеся на поверхности деталей, узлов и агрегатов, смываются водой, попадают в почву и водоёмы. При отсутствии специально оборудованных моечных установок беспорядочная мойка автомобилей в придорожных водоёмах наносит большой ущерб окружающей среде.
Значительны потери горюче-смазочных материалов при заправке автомобилей, подтекании сальников; токсичными веществами являются также отработанные электролиты аккумуляторных батарей, содержащих свинцовый шлам, низкозамерзающие жидкости (антифризы), в состав которых входит ядовитый этиленгликоль. Более сложной задачей является защита окружающей среды от случайного загрязнения в результате ДТП, предсказать которые на протяжении автомобильной дороги довольно затруднительно, в то время как загрязнение прилегающей местности ГСМ в результате аварий автомобилей на дорогах весьма значительно. Загрязнённая нефтепродуктами вода становится непригодной для хозяйственного использования. Например, при концентрации 0,1 мг/л вода становится непригодной для питья, при концентрации 0,005 мг/л – непригодной для рыборазведения. Иначе говоря, 1 л нефтепродуктов делает непригодной для использования 1 млн. л воды, а этого количества человеку хватило бы на 5 лет.
Изменение концентрации нефтепродуктов в водоёмах при постоянном загрязнении имеет временной ход, который характеризуется наличием весеннего максимума концентрации. Это связано с поступлением ГСМ в водоёмы, в частности, в результате их накопления в снегу на обочинах дорог и стекания при весеннем таянии. В условиях Сибири, особенно её северной и северо-восточной части, вследствие недостаточного количества постоянных автомобильных дорог, большое распространение имеют зимние автомобильные дороги (автозимники). На значительном протяжении они бывают проложены по льду сибирских рек, поэтому автозимники также являются вероятным источником поступления нефтепродуктов в водоёмы в результате таяния снега и льда.
Вывод: На всей протяжённости будущей трассы, при устройствеливневой канализацией, необходимо предусмотреть очистку поверхностных стоков.
2.4.Охрана окружающей среды при строительстве дорог в лесисто-болотистой местности.
При пересечении дорогами I – III категорий крупных лесных массивов с целью исключить появление диких животных на проезжей части следует устанавливать специальные ограждения, а в местах массовой миграции животных с целью их пропуска через дорогу – искусственные сооружения типа скотопрогонов или эстакад. В современных условиях важным является комплексное использование древесных отходов, образующихся при расчистке дорожной полосы при прохождении дорог через лесные массивы. Недопустимым является оставление порубочных остатков в кучах вдоль границ полосы отвода, так как в них заводятся древесные вредители, губящие здоровый лес в прилегающих массивах. Совершенно недопустим отвод под дороги особо ценных (сады, виноградники и т. д.) и заповедных земель.
Наиболее резкие гидрологические изменения происходят при пересечении насыпью путей к источникам водного питания болота. Интуитивное стремление проектировщиков проложить трассу через самое узкое место на верховых болотах может привести к опасным последствиям: насыпь превращается в плотину, образует подпор, она вынуждена сама выдерживать гидродинамические нагрузки. При необеспечении пропуска воды через насыпь неизбежно возникнут её перекосы. Строительство насыпей на торфе, несомненно, наносит меньший ущерб сложившейся гидрологии болота, чем выторфовывание. Во всех случаях для насыпей предпочтительнее дренирующие грунты.
В залесённых местах важным элементом является правильная организация расчистки полосы отвода. Валка леса должна выполняться строго в пределах отвода по засечённым створам. Работы ведутся в зимнее время, когда снеговой покров защищает почву. Просеки вырубаются продольными пасеками шириной 20-25 м и длиной 200-400 м. Начинают работы с устройства трелевочного волокна шириной 5-7 м, который размещают только в полосе, предназначенной для земляного полотна. Вывозку древесины а пределами отвода производят по существующим дорогам.
Вывод: На протяжении пикетов 3-8 и 31-40 трасса будет проходить через лесные массивы. Следует осторожно прорубить просеку, выкорчевать пни, вывезти сучья, и только после этого приступать к возведению земляного полотна. В районе пикета 27 трасса пересекает реку, берега которой весьма заболочены. Строительство следует вести так, чтобы не нарушить сложившуюся гидрологию, т. е. чтобы был обеспечен водоток, и земляное полотно не стало плотиной.
2.5.Дорожная эрозия и борьба с ней.
Под эрозией понимается совокупность процессов разрушения, переноса и отложения почв и грунтов под воздействием воды и ветра. Водная эрозия возникает при смыве и размыве почвогрунтов в результате стока ливневых и талых вод; ветровая эрозия (дифляция) связана с выдуванием и переносом мелких почвенно-грунтовых частиц ветром.
К факторам и условиям, формирующим дорожную эрозию, можно отнести: 1) изменение рельефа при строительстве дорог (подрезка склонов, разработка выемок, возведение насыпей, вертикальная планировка местности и т. д.); 2) изменение растительности (вырубка леса в полосе отвода, корчёвка пней, снятие почвеенно-растительного слоя или его нарушение дорожными машинами); 3) изменение почв и грунтов (некачественная рекультивация нарушенных земель или её отсутствие); 4) изменение поверхностного стока (нарушение дождевого и талого стока с естественных водосборных бассейнов при возведении насыпей и разработке выемок, концентрация стока при устройстве водоотводных канав и водопропускных искусственных сооружений и т. д.); 5) влияние сопутствующих геологических процессов (выветривание, оползни, осыпи, оплывины, обвалы, селеобразования, карст, солифлюкация и др.). Дорожной эрозии способствует, в частности, сельскохозяйственное освоение земель (уничтожение растительности при выпасе скота, распашка склонов и т. д.).
Местные грунтовые дороги, проложенные по эрозионно-опасным склонам, после размывов и образования промоин выходят из строя и почти ежегодно переносятся на другое место. Это не только приводит к большим потерям земли, но и значительно усиливает оврагообразование, расширяет его сеть. Развитие оврагов в пределах полосы отвода автомобильных дорог высоких категорий часто связано с дефектами водоотводных сооружений: неправильным укреплением или его отсутствием при устройстве нагорных канав, кюветов, резервов, особенно при больших уклонах местности; сбросом воды из водоотводных сооружений в лога без надлежащего укреплния русел или без устройства специальных гасителей энергии водного потока.
Мероприятия по предупреждению или снижению эрозионных воздействий при строительстве автомобильных дорог можно разделить на три группы: 1)ликвидация плоскостной эрозии; 2) предупреждение струйчатой эрозии; 3)борьба с оврагообразованием.
При проектировании водоотвода уклоны и тип укрепления нагорных канав должны обеспечить отсутствие размыва отводных сооружений и предотвратить эрозию почв. В пересечённой местности экологически безопаснее проводить трассу не по склонам, а по гребням. В этом случае дорога менее заметна, меньше вызывает эрозии почвогрунтов. Угроза образования очагов эрозии должна всегда учитываться при проектировании и особенно в процессе строительства дорог. Оврагообразование более характерно для лесостепной зоны, но размывы и дифляция – постоянные спутники затянувшихся строек, где в сезоны дождей обширные площади остаются обнажёнными. Считается, что при отсутствии дерново-растительного покрова на откосе насыпи или выемки смыв грунта происходит примерно в 1000 раз быстрее, чем на естественной поверхности, покрытой растительностью. В процессе строительства редко соблюдаются границы полосы отвода. Места стоянок, временного прохода машин, случайные съезды, отвалы грунта занимают порой десятки гектаров на каждый километр дороги. Ущерб при этом происходит не только из-за непосредственной порчи природной или культурной растительности, но и от создания очагов эрозии. В заселённых местах важным элементом является правильная организация расчистки полосы отвода. Валка леса должна выполняться строго в пределах отвода по засечённым створам. Работы ведутся в зимнее время, когда снеговой покров защищает почву. Просеки вырубаются продольными пасеками шириной 20 – 25 м и длиной 200 – 400 м. Начинают работы с устройства трелевочного волока шириной 5 – 7 м, который размещают только в полосе, предназначенной ля земляного полотна. Вывозку древесины а пределами отвода производят о существующим дорогам.
Особенно опасна дефляция (ветровая эрозия), связанная с уничтожением скудного почвенного покрова, который в условиях недостаточного увлажнения формировался в течение тысячелетий. При недостаточном укреплении придорожных канав, некачественной рекультивации притрассовых резервов, повреждении почвенно-растительного покрова землеройными машинами эрозия значительно повреждает прилегающие к дорогам сельскохозяйственные земли. Смываясь с откосов земляного полотна, часть грунта отлагается в виде конусов выноса у подошвы откосов, а пылеватые и глинистые частицы уносятся в водоёмы, загрязняя их. Имеются данные, что после возведения земляного полотна приток частиц в русло рядом находящейся реки и отложения в нём увеличилось в несколько раз. Большое влияние на развитие эрозии оказывает длина склонов, поскольку с увеличением длины возрастает водосборная площадь и масса стекающей воды, растёт скорость потока, его кинетическая и потенциальная энергия. На проезжей части автомобильных дорог с затяжными продольными уклонами (свыше 20‰) при выпадении дождей образуется продольный сток воды, размывающий неукреплённые обочины и приводящий к образованию на откосах земляного полотна и на склонах прилегающей местности сосредоточенных размывов значительных размеров.
Эрозии сильно подвергаются мелкозернистые пылеватые пески, пылеватые суглинки и глины, лёссы и лёссовидные суглинки, мергелистые грунты с большим содержанием глинистых частиц. Из почв наименее устойчивы серозёмы и подзолистые почвы, наиболее устойчивы чернозёмы.
Мощным противоэрозионным фактором является наличие на откосах растительности, степень влияния которой зависит от вида и состояния. Во-первых, из-за смачивания растительности часть выпадающих осадков задерживается и не принимает участия в формировании поверхностного стока, поэтому объём стока уменьшается и снижается опасность возникновения эрозии. Во-вторых, принимая на себя удары дождевых капель, растительность предохраняет поверхность склонов и откосов от раздробления агрегатов почвогрунтов и способствует уменьшению размыва. В-третьих, растительность замедляет скорость склонового стока, разособляя потоки на множество мельчайших струй. Значительное загрязнение водоёмов грунтовыми взвесями происходит при эрозионном разрушении дождевыми потоками строящегося земляного полотна, когда его откосы ещё не укреплены. В результате в руслах близлежащих рек отложения наносов увеличиваются в несколько раз. Предотвратить эрозию земляного полотна возможно быстрейшим закреплением откосов дёрном, искусственными материалами или травосеянием.
Вывод: Район проектирования очень подвержен эрозии, в частности водяной – местность изрезана многочисленными оврагами. Следовательно, там, где произрастает лес, его необходимо сохранить. На участках пикетов 0-3, 8-31, 40-49 – трасса пролегает по открытой местности, где возможна ветровая эрозия откосов выемок и насыпей. Чтобы этого избежать, склоны откосов необходимо либо покрывать цементобетонным покрытием, либо засеять травой и быстро растущим кустарником.
3.Трассирование автомобильной дороги.
3.1.Обоснование углов поворота для трассы.
При пересечении дорогами сельскохозяйственных угодий требуется принимать во внимание снижение продуктивности прилегающих земель от загрязнения пылью и токсичными продуктами отработавших газов движущихся по дорогам автомобилей, причём загрязнение выхлопными газами зависит от радиусов горизонтальных кривых и продольных уклонов трассы. При проложении дорог по продуктивным землям в некоторых случаях следует производить сравнение вариантов поперечного профиля земляного полотна, предусматривая на особо ценных землях сооружение эстакад. Если проектируется сеть сельскохозяйственных дорог, то в целях экономии ценных угодий выбор кратчайших направлений автомобильных перевозок производится с помощью экономико-математических методов. Территориально изыскания должны охватывать не полосу вдоль трассы с ограничением ширины, а цепь ландшафтов по заданному направлению. Существенную помощь в этом оказывает аэрофотосъёмка, ландшафтные карты, составляемые специалистами-географами и экологами. При трассировании следует принимать во внимание территориальные характеристики геоморфологии, гидрологии, климата, культурного землепользования, инженерно-геологические явления, фауны, флоры, эстетики, рекреационного использования, возможной археологической ценности, наличия памятников старины, архитектурные ценностей, уникальных явлений природы.
Первый поворот связан с необходимостью обхода большой заболоченной территории, строительство на которой будет представлять известные сложности технического характера не только при проектировании и строительстве, но и при дальнейшей эксплуатации.
Второй поворот связан со стремлением, как можно максимальнее обойти стороною лесной массив, вырубка которого нежелательна не только с эрозионной опасностью, но и с экономической точки зрения.
Вывод: План трассы проектирован с возможным минимальным воздействием на сложившийся ландшафт и природный биогеоценоз и максимальным учётом всех мер для предотвращения нарушения экологического баланса.
4.Оценка лесных хозяйств в Новосибирской области.
Ландшафтом называют природный территориальный комплекс, имеющий определённое геоморфологическое строение и выраженную структуру биогеоценоза. Сегодня промышленные объекты дороги проектировщики стараются окружить зеленью, архитектура стремится к гармонии сооружений с уже имеющимся ландшафтом.
Изменение геологической среды в ходе дорожного строительства связано с перемещением грунта. Так, для прокладки одного километра полотна в слабопересечённой местности требуется разработать и переместить (100+200)103 м3 грунта, что вызывает изменение рельефа, меняя распределение стока дождевых и талых вод. Разработка карьеров и сосредоточенных резервов для хранения щебёнки, песка, гравия приводит к снятию почвы, а с ней и – травяной и древесной растительности, что влечёт локальные изменения рельефа.
Для компенсации воздействия от ущерба, который законодательно и нормативно запрещён, используется принцип платности природопользования. Но плату за природные ресурсы следует исчислять с учётом регионального и глобального воздействий на природные системы, если таковые имеются. Такая плата определяется местными органами самоуправления, которые устанавливают нормированные коэффициенты.
4.1.Расчёт стоимости вырубаемого леса
Рассчитаем ущерб лесному хозяйству (Ул), зависящий от площади изымаемых лесов и лесохозяйственной ценности территории. Общий ущерб в относительных единицах находится по формуле:
Ул = Σ Сi(Siп + Siв), (1)
где Siп ,Siв – площади, занятые различными породами при постоянном (п) и временном (в) отводе земель,
Сосна:
Siп = 500 · 25 = 12500 м2 = 1,25 га,
Siв = 500 · 10 = 5000 м2 = 0,5га,
Берёза:
Siп = 600 · 25 = 15000 м2 = 1,5 га,
Siв = 600 · 10 = 6000 м2 = 0,6 га,
коэффициент Сi:
Сi= K1 · K2 · K3, (2)
где K1 – коэффициент , характеризующий лесохозяйственнуюценность района, K1 = 1;
K2 – коэффициент функционального статуса земель (для 3-ей группы лесов K2 = 1);
K3 – коэффициент краткости, зависящий от сроков использования земель, для бессрочного K3 = 0,25, для краткосрочности K3 = 0,1;
Проведём расчёт:
Сi=1·1·0,25=0,25;
Подставим Сi в формулу (1):
Ул=0,25·(1,25+0,5)+0,25(1,5+0,6)=0,9625
Нормативные коэффициенты платы Н (тыс. руб/га) зависят от вида деревьев, произрастающих на данной территории:
Сосна – 39,
Берёза – 30.
Н = 39·1,75+30·2,1=131,25 тыс. руб.
Вывод: Следует как можно меньше вырубать леса, что не только не выгодно экономически, но и сильно подрывает экологию.
5.Оценка загрязнения атмосферы Новосибирской области
5.1.Расчёт уровня загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом
Оценка уровня загрязнения воздушной среды указанными отработавшими газами следует производить на основе прогнозов в соответствии с расчётами. В состав отработавших газов двигателей автомобильного транспорта входит ряд компонентов, из которых существенный объём занимают токсичные газы: окись углерода – СО, углеводороды – СnHm, окислы азота – NOx, соединения свинца.
|
Тип авто |
Содержание,% |
Интенсивн., авт/сут |
Топливо |
Среднее л/км |
|
|
Легковые |
55 |
522 |
АИ-92 |
0,11 |
|
|
Грузовые |
20 |
190 |
А-80 |
0,16 |
|
|
Самосвалы карбюр. |
5 |
48 |
А-80 |
0,33 |
|
|
Самосвалы дизель. |
13 |
124 |
ДТ |
0,34 |
|
|
Автобусы |
7 |
66 |
А-80 |
0,37 |
|
|
Итого |
100 |
950 |
|||
Мощность эмиссии CO, СnHm, NOx в отработавших газах отдельно для каждого газообразного вещества определяется по формуле:
q = 2,06 · 10-4 · m ·[(ΣGik · Nik · Kk)+(ΣGiд · Niд · Kд)], (5.1)
где q – мощность эмиссии данного вида загрязнений от транспортного потока на конкретном участке дороги, г/м · с;
m – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия в зависимости от средней скорости транспортного потока, определяемой в соответствии с ВСН 25-86 «Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах», Минавтодор РСФСР; m = 0,17
Gik – средний эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных автомобилей, л/км; для оценочных расчётов может быть принят по средним эксплуатационным нормам с учётом условий движения;
Giд – то же для дизельных автомобилей, л/км;
Nik – расчётная перспективная интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт/ч;
Niд – то же для дизельных автомобилей, авт/ч;
Kk и Kд – коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения для карбюраторных и дизельных типов двигателей соответственно.
Проведём расчёт по содержанию окиси углерода:
q=2,06·104·0,17·[(0,11·522·0,6+0,16·190·0,6+0.33·48·0,6+0,37·66·0,6)+
+(0,34·124·0,14)]=289791,9 г/м · с;
Проведём расчёт по содержанию углеводородов:
q=2,06·104·0,17·[(0,11·522·0,12+0,16·190·0,12+0.33·48·0,12+0,37·66·
·0,12)+(0,34·124·0,015)]=56039,0 г/м · с;
Проведём расчёт по содержанию окиси азота:
q=2,06·104·0,17·[(0,11·522·0,06+0,16·190·0,06+0.33·48·0,06+0,37·66·
·0,06)+(0,34·124·0,015)]=29126,8 г/м · с.
Мощность эмиссии в воздушную среду соединений свинца в виде аэрозолей определяется по формуле:
q = 2,06 · 10-7 · К0 · mp · Kr · [(Σ Gik · Nik · Pik)], (5.2)
где К0 = 0,8 – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска отработавших газов;
mp – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия, в зависимости от средней скорости транспортного потока, определяемой в соответствии сВСН 25-86 «Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах», Минавтодора РСФСР;
Kr= 0,2 – коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде аэрозолей в общем объёме выбросов;
Gik – средний эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных автомобилей, л/км; для оценочных расчётов может быть принят по средним эксплуатационным нормам с учётом условий движения;
Nik – расчётная перспективная интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт/ч;
Pik – содержание добавки свинца в топливе, применяемом в автомобиле данного типа, г/кг; А-80 – 0,17 г/кг, АИ-92 – 0,37 г/кг.
Проведём расчёт по содержанию свинца:
q=2,06·107·0,8·1,1·0,2·(0,11·522·0,37+0,16·190·0,17+0.33·48·0,17+
+0,37·66·0,17)=120578754,6 г/м · с.
Концентрация загрязнений атмосферного воздуха окисью углерода, углеводородами, окислами азота, соединениями свинца вдоль автомобильной дороги определяется по формуле:
С = (2q/(√2π · σ · sinφ)) + F, (5.3)
где σ – стандартное отклонение Гауссового рассеивания в вертикальном направлении, м;
φ – угол, составляемый направлением ветра к трассе дороги. При угле от 90 до 30 градусов скорость ветра следует умножать на синус угла, при угле менее 30 градусов – коэффициент 0,5; φ=90° => sinφ = 1;
F – фоновая концентрация загрязнения воздуха, г/м3; F = 0
Проведём расчёт загрязнения вдоль дороги окисью углерода:
С10=(2·289791,9/(√2π·1·3·1))= 77277,8 г/м3;
С20=(2·289791,9/(√2π·2·3·1))= 38638,9 г/м3;
С40=(2·289791,9/(√2π·4·3·1))= 19319,5 г/м3;
С60=(2·289791,9/(√2π·6·3·1))= 12879,6 г/м3;
С80=(2·289791,9/(√2π·8·3·1))= 9659,7 г/м3;
С100=(2·289791,9/(√2π·10·3·1))= 7727,8 г/м3;
С150=(2·289791,9/(√2π·14·3·1))= 5519,8 г/м3;
С200=(2·289791,9/(√2π·18·3·1))= 4293,2 г/м3;
С250=(2·289791,9/(√2π·22·3·1))= 3512,6 г/м3.
Проведём расчёт загрязнения вдоль дороги углеводородами:
С10=(2·56039,0/(√2π·1·3·1))=14943,7 г/м3;
С20=(2·56039,0/(√2π·2·3·1))=7471,9 г/м3;
С40=(2·56039,0/(√2π·4·3·1))=3735,9 г/м3;
С60=(2·56039,0/(√2π·6·3·1))=2490,6 г/м3;
С80=(2·56039,0/(√2π·8·3·1))=1868,0 г/м3;
С100=(2·56039,0/(√2π·10·3·1))=1494,4 г/м3;
С150=(2·56039,0/(√2π·14·3·1))=1067,4 г/м3;
С200=(2·56039,0/(√2π·18·3·1))=830,2 г/м3;
С250=(2·56039,0/(√2π·22·3·1))=679,3 г/м3.
Проведём расчёт загрязнения вдоль дороги окисью азота:
С10=(2·29126,8/(√2π·1·3·1))=7767,1 г/м3;
С20=(2·29126,8/(√2π·2·3·1))=3883,6 г/м3;
С40=(2·29126,8/(√2π·4·3·1))=1941,8 г/м3;
С60=(2·29126,8/(√2π·6·3·1))=1294,5 г/м3;
С80=(2·29126,8/(√2π·8·3·1))=970,9 г/м3;
С100=(2·29126,8/(√2π·10·3·1))=776,7 г/м3;
С150=(2·29126,8/(√2π·14·3·1))=554,8 г/м3;
С200=(2·29126,8/(√2π·18·3·1))=431,5 г/м3;
С250=(2·29126,8/(√2π·22·3·1))=353,0 г/м3.
Проведём расчёт загрязнения вдоль дороги свинцом:
С10=(2·120578754,6/(√2π·1·3·1))= 32154334,6 г/м3;
С20=(2·120578754,6/(√2π·2·3·1))= 16077167,3 г/м3;
С40=(2·120578754,6/(√2π·4·3·1))= 8038583,6 г/м3;
С60=(2·120578754,6/(√2π·6·3·1))= 5359055,8г/м3;
С80=(2·120578754,6/(√2π·8·3·1))= 4019291,8 г/м3;
С100=(2·120578754,6/(√2π·10·3·1))= 3215433,4 г/м3;
С150=(2·120578754,6/(√2π·14·3·1))= 2296738,2г/м3;
С200=(2·120578754,6/(√2π·18·3·1))= 1786351,9 г/м3;
С250=(2·120578754,6/(√2π·22·3·1))= 1461560,7г/м3.
Вывод: При необходимости уменьшения ширины распространения загрязнения следует предусматривать защитные зелёные следует предусматривать защитные зелёные насаждения, экраны, защитные валы, прокладку автомобильной дороги в выемке.
6.Оценка загрязнения водной среды Новосибирской
области.
6.1.Расчёт уровня воздействия поверхностного стока на автомобильной дороге.
Оседающие на покрытии автомобильных дорогу пыль, продукты износа покрытий, шин и тормозных колодок, выбросы от работы двигателей автомобилей, материалы, используемые для борьбы с гололёдом, пылеподавления и т. д. Приводят при смыве дождевыми и талыми водами к насыщению вод поверхностного стока различными загрязняющими веществами, в числе которых взвешенные вещества, нефтепродукты (бензин, дизельное топливо, масла, и др.), которые затем могут попадать в водотоки.
Под предельно допустимым сбросом (ПДС) вещества в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения качества воды в контрольном пункте.
Расчёты предельно допустимого сброса (ПДС):
1.Определим величину фактического сброса (ФС) загрязняющих веществ с поверхностными сточными водами в г/ч.
ФС = 3600 • Сф • Qc, (6.1)
где 3600 – коэффициент перевода в другие единицы измерения;
Сф – фактическая концентрация загрязняющих веществ в поверхностных сточных водах (поверхностном стоке) по каждому ингридиенту загрязнений, мг/л.
Qс – расчётный расход поверхностных сточных вод, л/с. Определяется как среднечасовой расход воды фактического периода стока дождевых (ливневых) вод или талых вод.
Расчёт расхода дождевых вод следует производить по СНиП 2.04.03-85 с учётом местных региональных климатических факторов. Для расчётов расхода дождевых вод с поверхности участка автомобильной дороги или моста, имеющей площадь 5 га и менее, он может определяться по упрощенной формуле:
Qс = qуд• F • k, (6.2)
где qуд – удельный расход дождевых вод, л/с с 1га, определяемый в зависимости от площади стока; qуд = 3,9л/с.
F – площадь участка автодороги (моста) в га, равная произведению длины участка на ширину части дороги, с которых вода будет поступать в водоток или расстоянию в свету между перилами для мостов; F = 11,1га
k – коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода воды в зависимости от среднего продольного уклона участка дороги или моста; k = 1,29.
Расчёт расхода талых вод определить по формуле:
Qтс= [5,5/(10 + t)] · F · hc · Kc, (6.3)
где t – время притекания талых вод до расчётного участка, ч (при отсутствии данных допускается принимать 1 час);
F – площадь водосбора талых вод с участка автодороги или моста, га; F = 11,1га.
hc – слой стока за 10 дневных часов, в миллиметрах, определяемый в зависимости от территориального района по схеме районирования; hc= 25мм.
Кс – коэффициент, учитывающий окучивание снега, принимаемый равным 0,3.
Qс = 3,9 · 11,1 · 1,29 = 55,84 (л/с);
Qтс = [5,5/(10+1)] · 11,1 · 25 · 0,3 = 41,62 (л/с);
В дальнейших расчётах принимаем Qс = 55,84 (л/с);
Количество загрязнений в поверхностном стоке. Сф.
|
Количество загрязнений, мг/л |
||
|
Наименование |
в дождевых водах |
в талых водах |
|
Взвешенные вещества |
780 |
1620 |
|
Свинец |
0,168 |
0,18 |
|
Нефтепродукты |
14,4 |
15,6 |
Дождевые воды:
ФСвзвешенные вещества = 3600 · 780 · 55,84 = 156798720 (г/ч);
ФСсвинец = 3600 · 0,168 · 55,84 = 33772,032 (г/ч);
ФСнефтепрдукты = 3600 · 14,4 · 55,84 = 2894745,6 (г/ч);
Талые воды:
ФСвзвешенные вещества= 3600 · 1620 · 55,84 = 325658880 (г/ч);
ФСсвинец = 3600 · 0,18 · 55,84 = 36184,32 (г/ч);
ФСнефтепродукты = 3600 · 15,6 · 55,84 = 3135974,4 (г/ч);
2.Определим величину предельно допустимого сброса (ПДС) загрязняющих веществ в г/ч.
ПДС = 3600 · Спрд · Qc, (6.4)
где 3600 – коэффициент перевода в другие единицы измерения;
Спрд – предельно допустимое содержание (концентрация) загрязняющего вещества в поверхностном стоке с учётом смещения его с водами водотока, мг/л;
Qc – расчётный расход поверхностных сточных вод, л/с;
Спрд определяется по формуле Фролова-Родзиллера:
Спрд = ((γ · Qв)/Qc) · (Cпдк - Св) + Спдк, (6.5)
где γ – коэффициент смешения сточных (поверхностных) вод с водой водотока для заданного створа;
Qв – среднемесячный (минимальный) расход воды в водотоке 95% обеспеченности, м3/с;
Qc – расчётный расход поверхностных сточных вод, м3/с;
Спдк – предельно допустимая концентрация данного загрязняющего вещества в водотоке (водоёме),мг/л, принимается по нормативным данным.
Св – концентрация данного загрязняющего вещества в бытовых условиях в водотоке, мг/л, принимается по данным органов Росгидромета и Санэпиднадзора;
Коэффициент смешения сточных вод с водой водотока определяется по формуле Родзиллера:
γ = (1 - β) / (1 + (Qв/Qc) · β) (6.6)
Величина β определяется по формуле:
β = e – α3√ L = 1 / 2,72 α3√ L, (6.7)
где L – расстояние от места выпуска поверхностных сточных вод до расчётного створа по течению реки, принимается с учётом расчёта ПДС;
α – коэффициент, учитывающий влияние гидравлических факторов смешения, определяется по формуле:
α = ξ · φ · 3√ (E/Qc), (6.8)
где ξ – коэффициент, зависящий от места выпуска поверхностных сточных вод в водоток, принимаемый равным 1,0 для берегового выпуска и 1,5 – при выпуске в фарватер реки;
φ – коэффициент извилистости русла реки, равный отношению расстояния от места выпуска сточных вод до расчётного створа по фарватеру к расстоянию между этими пунктами по прямой; φ=1,01.
Qс – расчётный расход поверхностных сточных вод, м3/с;
Е – коэффициент турбулентной диффузии, который для равнинных рек определяется по формуле Потапова:
Е = Vср · hср / 200, (6.9)
где Vср – средняя скорость потока в русле, м/с; Vср = 0,8м/c.
hср – средняя глубина в русле при заданном уровне, м;hср = 1,7м
Проведём расчёт:
Е = (0,8 · 1,7) / 200 = 0,0068;
Подставим значение Е в формулу (8).
α = 1,0 · 1,01 · 3√(0,0068 / 0,05584) = 0,5;
Подставим значение α в формулу (7).
β = 1 / 2,720,5 3√250 = 0,0497;
Подставим значение β в формулу (6).
γ = (1 – 0,0497) / (1 + (62 / 0,05584) · 0,0497) = 0,0169;
Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ для рыбохозяйственных водотоков:
-для взвешенных веществ – 15,25 мг/л;
-для свинца – 0,1 мг/л;
-для нефтепродуктов – 0,05 мг/л.
Исходя из этого:
Для взвешенных веществ:
Спрд = ((0,0169 · 62)/ 0,05584) · (15,25 – 15,00) + 15,25 = 19,94 мг/л;
Для свинца:
Спрд = ((0,0169 · 62)/ 0,05584) · (0,1 – 0,0) + 0,1 = 1,98 мг/л;
Для нефтепродуктов:
Спрд = ((0,0169 · 62)/ 0,05584) · 0,05 + 0,05 = 0,988 мг/л.
Подставим значения Спрд в формулу (4);
Для взвешенных веществ:
ПДС = 3600 · 19,94 · 0,05584 = 4008,42 г/ч;
Для свинца:
ПДС = 3600 · 1,98 · 0,05584 = 398,03 г/ч;
Для нефтепродуктов:
ПДС = 3600 · 0,988 · 0,05584 = 198,61 г/ч.
Вывод: При предстоящей разработке инженерного проекта необходимо предусмотреть отвод поверхностного стока в очистные сооружения (отстойники).
7.Очистка загрязненных почв в Новосибирской области.
7.1.Расчёт загрязненной почвы придорожной полосы свинцом
Выбросы соединений свинца происходят одновременно с выбросами отработавших газов при работе двигателей внутреннего сгорания автомобилей на этилированном бензине. Соединения свинца в настоящее время употребляется в качестве антидетонирующей добавки в этилированном бензине марки А-80 в количестве 0,17 г/кг и для АИ-92 в количестве 0,37 г/кг. Считается, что около 20% общего количества свинца разносится с газами в виде аэрозолей, 80% выпадает в виде твёрдых частиц размером до 25 мк и водорастворимых соединений на поверхности прилегающих к дороге земель, накапливается в почве на глубине пахотного слоя или на глубине фильтрации воды атмосферных осадков.
Опасность накопления соединений свинца в почве обусловлена высокой доступностью его растениями и переходом по звеньям пищевой цепи в животных, птиц и человека. Предельно допустимая концентрация свинца в почве по общесанитарному показателю с учётом фонового загрязнения установлена 32 мг/кг.
Определим величину отложений свинца в почве в условиях эксплуатации дороги III категории.
Исходные данные: Перспективная интенсивность движения на расчётный срок по данным экономического обоснования – 950 авт/сут. Темп роста интенсивности движения 5% в год. Средняя скорость движения потока – 80 км/ч. Расчётный период эксплуатации – 20 лет или 7300 дня. Исходя из розы ветров, Uv=0,7. Фоновое загрязнение отсутствует. Тип земель – целина, плотность почвы – 1600 кг/м3.
Данные о составе транспортного потока:
|
Тип авто |
Содержание,% |
Интенсивн., авт/сут |
Топливо |
Среднее л/км |
|
Легковые |
55 |
522 |
АИ-92 |
0,11 |
|
Грузовые |
20 |
190 |
А-80 |
0,16 |
|
Самосвалы карбюр. |
5 |
48 |
А-80 |
0,33 |
|
Самосвалы дизель. |
13 |
124 |
ДТ |
0,34 |
|
Автобусы |
7 |
66 |
А-80 |
0,37 |
|
Итого |
100 |
950 |
Уровень загрязнения свинцом поверхностного слоя почвы на различном расстоянии от края проезжей части автодороги определяется по формуле:
Рс = Рп / (h · ρ), (7.1)
где h – толщина почвенного слоя, метров, в котором распределяются выбросы свинца. Принимается на пахотных землях равной глубине вспашки 0,2 – 0,3 м, на остальных видах угодий – 0,1 м;
ρ – плотность почвы, кг/м3;
Рп – величина отложения свинца на поверхности земли, мг/м2 определяется по формуле:
Рп = 0,4 · К1 · Uv · Tp · Pэ · F, (7.2)
где К1 – коэффициент, учитывающий расстояние от края проезжей части;
Uv – коэффициент, зависящий от силы и направления ветров, принимается равным отношению площади розы ветров со стороны дороги, противоположной рассматриваемой зоне к общей её площади;
Tp– расчётный срок эксплуатации дороги в сутках, принимается равным 7300 суток, что соответствует двадцатилетнему перспективному сроку;
F – фоновое загрязнение поверхности земли, мг/м2;
Pэ – мощность эмиссии свинца при данной среднесуточной интенсивности движения средней за расчётный период, мг/м · сут; определяется по формуле:
Pэ = Kп · K0 · mp · KT · ΣGi · Pi · Ni, (7,3)
где Kп = 0,74 – коэффициент пересчёта единиц измерения;
K0 = 0,8 – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска отработавших газов;
mp – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия, определяется в зависимости от средней скорости транспортного потока;
KT = 0,8 – коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде твёрдых частиц в общем объёме выбросов;
Gi – средний эксплуатационный расход топлива для данного типа автомобилей л/км;
Pi – содержание добавки свинца в топливе, применяемом в автомобиле данного типа, г/кг;
Ni – среднесуточная интенсивность движения автомобилей данного типа, средняя за срок службы дороги, авт/сут;
Проведём расчёт:
Pэ = 0,74 · 0,8 · 1,0 · 0,8 · (0,11 · 0,17 · 522 + 0,16 · 0,17 ·190 + 0,33 · ·0,17 · 48 + 0,34 · 0,17 · 124 + 0,37 · 0,17 · 66) = 13,7 мг/сут.
Подставим Pэ в формулу 7.2.
На расстоянии 10 метров:
Рп = 0,4 · 0,50 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 14001 мг/м3;
Рс = 14001 / (0,1 · 1600) = 87,5 мг/кг;
На расстоянии 20 метров:
Рп = 0,4 · 0,10 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 2800,3 мг/м3;
Рс = 2800,3 / (0,1 · 1600) = 17,5 мг/кг;
На расстоянии 30 метров:
Рп = 0,4 · 0,06 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 1680,2 мг/м3;
Рс = 1680,2 / (0,1 · 1600) = 10,5 мг/кг;
На расстоянии 40 метров:
Рп = 0,4 · 0,04 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 1120,1 мг/м3;
Рс = 1120,1 / (0,1 · 1600) = 7,0 мг/кг;
На расстоянии 50 метров:
Рп = 0,4 · 0,03 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 840,1 мг/м3;
Рс = 840,1 / (0,1 · 1600) = 5,2 мг/кг;
На расстоянии 60 метров:
Рп = 0,4 · 0,02 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 560,0 мг/м3;
Рс = 560,0 / (0,1 · 1600) = 3,5 мг/кг;
На расстоянии 80 метров:
Рп = 0,4 · 0,01 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 280,0 мг/м3;
Рс = 280,0 / (0,1 · 1600) = 1,8 мг/кг;
На расстоянии 100 метров:
Рп = 0,4 · 0,005 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 140,0 мг/м3;
Рс = 140,0 / (0,1 · 1600) = 0,9 мг/кг;
На расстоянии 150 метров:
Рп = 0,4 · 0,001 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 28,0 мг/м3;
Рс = 28,0 / (0,1 · 1600) = 0,2 мг/кг;
На расстоянии 200 метров:
Рп = 0,4 · 0,0002 · 0,7 · 7300 · 13,7 = 5,6 мг/м3;
Рс = 5,6 / (0,1 · 1600) = 0,03 мг/кг;
По данным расчётам строим график.
Расстояние от кромки проезжей части, м
Вывод: Из графика следует, что в случае отсутствия фонового загрязнения свинцом почв в придорожной полосе через 20 лет после строительства дороги ПДК будет превышен на расстоянии 15 м от кромки проезжей части дороги. Необходимо запретить использование полосы шириной по15 метров от внешних кромок проезжей части под посевы. С целью сокращения этой полосы предусмотрена посадка защитных зелёны насаждений.
Список использованной литературы:
1.Миронов А. А., Евгеньев И. Е. «Автомобильные дороги и охрана окружающей среды». – Томск: Изд-во Том. ун-та, 1986. -284 с.
2.Кривощёков Г. М., Гришняев П. П. и др. «Природа Новосибирской области и её охрана». Новосибирск: Западно-Сибирское книжное издательство, 1976. – 160 с.
3.Большая Советская Энциклопедия.
4.Климатический справочник.
5.СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика.
6.СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства.
7.М. У. По оценке уровня загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом. 140-98.
8.М. У. Исчисление платы за природные ресурсы при строительстве автомобильных дорог. 2003.
9.М. У. Оценка уровня загрязнения почв. 136-98.
10.М. У. Оценка уровня воздействия поверхностного стока с автомобильной дороги. 137-98.