10497

121

УДК 534.322.3.08:006.354: 502.7

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОНЛАЙН ОЦЕНКИ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ПОЧВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

А.В. Иванов, Ю.А. Бабикова, А.А Резяпов, И.С. Сердцева

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, г. Нижний Новгород

Предлагается новая концепция регионального экологического мониторинга, которая основана на разработке системы динамического нормирования производственных зон и системы санитарных разрывов автомагистралей городской транспортной системы по всей системе источников выбросов и источников шума. Новизной предлагаемой концепции является использование онлайн оценок состояния окружающей среды на основе интернета вещей.

Система адресована органам власти и иным лицам, принимающим решения. Региональный экологический мониторинг (РЭМ) помогает оценивать проблемы региона и разрабатывать конструктивные решения. РЭМ использует количественные методы.

Оценка ситуации и предлагаемые мероприятия основаны на концепции риска. Экологический мониторинг может быть описан как программа систематического изучения и уточнения представлений о состоянии окружающей среды и протекающих в ней процессах.

Содержание работ по экологическому мониторингу определяется целями и основано на действующем законодательстве.

Экологический мониторинг позволяет оценить прогресс в достижении экологических целей и помогает выявить новые экологические проблемы:

модель пиковых нагрузок (потоков в часы пик);

модель среднесуточных потоков;

модель среднесуточных концентраций загрязняющих веществ (ЗВ);

модель пиковых концентраций ЗВ;

модели риска для здоровья населения.

Разработка осуществляется для всей системы источников выбросов и источников шума в соответствии с действующим законодательством и положением о санитарно-защитным зонам (СЗЗ).

Уточнение системы осуществляется на основе инвентаризации источников выбросов, а также системы онлайн мониторинга автомобильных пробок и системы онлайн мониторинга уровня шума, создаваемого автомобильными дорогами.

Система включает также оценку уровня риска для здоровья населения.

122

В режиме онлайн рассчитываются: риск немедленных токсикологических эффектов; риск специфических и неспецифических эффектов от источников шума; риск хронических заболеваний, связанных с загрязнением воздуха; риск смертности от мелкодисперсных частиц PM10 .

Риск имеет неблагоприятные последствия для социально-экологической и экономической среды. Он вызван чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера, негативными последствиями экономической и иной деятельности.

Risk - это вероятность негативного события.

Индивидуальный экологический риск характеризует экологическую опасность в определенной точке, где находится человек, риск характеризует условия в некоторой точке пространства (x, y, z).

Вработе приводятся примеры разработки и уточнения отдельных составляющих системы экологического мониторинга применительно к Нижнему Новгороду.

РЭМ создает новые возможности для развития систем принятия решений на основе Интернета, включая: использование датчика для мониторинга окружающей среды; беспроводное зондирование для передачи данных; подключение к Интернету.

Приложения на основе IoT включают: мониторинг качества воды; мониторинг атмосферного воздуха в пробках (рис. 1); раннее предупреждение о цунами; прогноз паводков и раннее предупреждение; онлайн-оценка рисков, связанных с культурным и природным наследием.

Новые проблемы порождает быстрое изменение климата. Это рост экстремальных погодных явлений за последние десятилетия; глобальное потепление: предполагаемый рост температуры рассматривается экспертами как наиболее вероятный; региональный экологический мониторинг имеет важное значение для изучения экологически зависимой заболеваемости (рис. 2.)

Вобщем случае процедура для РЭМ включает: учет автомобилей (видеосъемка в течение 15 мин во время дорожной пробки и без нее, разделение автомобильного потока на пять групп: легковые автомобили, грузовые бензиновые, грузовые дизельные, автобусы бензиновые и автобусы дизельные); расчет мощности эмиссии окиси углерода, диоксида азота и

углеводородов (методика оценки уровня загрязнения Министерства транспорта РФ, 1995; научная методика А.С.Гаврилова, 1995; расчет и моделирование рассеивания; расчет риска для здоровья методика Министерства здравоохранения, 2004). Исследовалось влияние смеси газов, состоящей из трех компонентов (СО, NO2, CxHy), учитывалось только хроническое ингаляционное воздействие. Данные вещества не представляют

124

на основе измерений скорости ТС. Создана модель онлайн расчета массы выбросов загрязняющих веществ. Создана модель расчета рассеивания и риска для здоровья населения в зоне влияния транспортных узлов. Система онлайн РЭМ не имеет аналогов в России и в мире.

Основы территориального зонирования города задаются правилами землепользования и застройки города. Они содержат три основных типа территориальных зон – общественно-деловые, жилые и рекреационные, в которых длительное нахождение людей должно соответствовать требованиям благоприятной окружающей среды.

В основу балльной оценки таких территорий взята система LEED Neighborhood Development, которая учитывает степень соответствия прилегающей к данному объекту среды требованиям Зеленых стандартов США. Микропогодные поправки к уровню благоприятности формируются на основе уровня радиации, скорости и направления ветра, температуры и влажности, значения которых запрашиваются сервером online с метеорологического ресурса после запроса пользователя о конкретной территории.

Такой микроклимат выполнит свою положительную функцию только при условии, если в приземном слое нет загрязняющих газообразных веществ. То есть зеленая зона, где отдыхают люди, должна быть удалена от дороги. Уровень влажности создают водоемы и зеленые насаждения – газоны, клумбы, кустарники и деревья. Они же обеспечивают невысокий уровень превращения солнечной радиации в тепловую энергию, так как в таких зонах солнечная энергия идет на образование хлорофилла. Важно понимать, что придорожные зеленые насаждения рекреационной зоной не являются, но они полезны для снижения уровня шума и усиления перемешивания выбросов от дороги. Это своеобразная санитарно-защитная зона, предназначенная для снижения уровня негативного воздействия до предельно допустимого. Она называется зоной санитарных разрывов.

Под микроклиматом будем понимать поправку к среднеклиматическим условиям. Благоприятный микроклимат в городе заключается в снижении скорости ветра в приземном слое, повышении влажности и снижении концентрации твердых взвешенных частиц.

На основе микротерриториального зонирования, содержащегося в утвержденных органами власти города правилах землепользования и застройки [6] и на основе соответствия этих зон требованиям зеленых стандартов LEED [7], предложена балльная система интерактивной оценки микротерриториальных погодных характеристик.

Фрагмент карты территориального зонирования Нижнего Новгорода представлен на рис. 3.

Расположение территориальных зон и характеристика связей между функциональными зонами включает пять обязательных условий для положительной оценки микротерритории [2]:

1.Расположение вблизи зон центральных функций;

2.Наличие видов занесенных в красную книгу и ценных экосистем;

125

3.Сохранение водно-болотных угодий;

4.Сохранение сельхозугодий;

5.Предотвращение наводнений.

Рис. 3. Фрагмент карты территориального зонирования Нагорной части Нижнего Новгорода

127

радиации в тепловую энергию, так как в таких зонах солнечная энергия идет на образование хлорофилла.

Рис. 5. Получение метеоинформации в реальном времени для расчета поправки к микропогодным условиям

Важно понимать, что придорожные зеленые насаждения рекреационной зоной не являются, но они полезны для снижения уровня шума и усиления перемешивания выбросов от дороги. Это своеобразная санитарно-защитная зона, предназначенная для снижения уровня негативного воздействия до предельно допустимого. Она называется зоной санитарных разрывов.

Система баллов для микропогодной составляющей основана на добавлении баллов, исходя из результатов оценки оптимизации температуры, скорости ветра и влажности.

Использование ресурса eco-routes позволит отделить зоны рекреационные от санитарно-защитных и зон санитарных разрывов.

Пользователь сайта получит не баллы, а качественную оценку, данную экспертом на основе балльной оценки.

На основе микротерриториального зонирования, содержащегося в утвержденных органами власти города правилах землепользования и застройки и на основе соответствия этих зон требованиям зеленых стандартов, предложена балльная система интерактивной оценки микротерриториальных экологических и погодных характеристик. На основе балльной оценки создается online ресурс, обеспечивающий жителей полезной микроклиматической информацией, позволяющей им оптимально подобрать время и экипировку для отдыха, поездок и иной мобильности. Для органов власти создаваемый ресурс позволит получить инструмент, помогающий увеличить в городе площадь зон, благоприятных для проживания и отдыха.

128

Цель работы заключается в сравнении расчетных концентраций загрязняющих веществ с наблюдаемыми концентрациями, полученными путем отбора проб на выбранном объекте.

Задачи исследования:

-провести исследование выбранной территории;

-выявить особенности и проблемы территории;

-изучить движение транспортных потоков;

-провести расчеты: интенсивности движения, концентраций загрязняющих веществ;

- сравнение расчетных данных с наблюдаемыми концентрациями. Важной частью данной работы является сравнение результатов

наблюдений и расчетов загрязнения воздуха.

Местом проведения сравнительного исследования является Комсомольское шоссе, напротив ТЦ «Комсомолка», на въезде на Комсомольскую площадь. Объект был выбран из-за постоянно возникающих пробок в будние дни, преимущественно в утренние часы с 8 до 10.

На данной территории был произведен отбор проб атмосферного воздуха. Сравнивались концентрации, полученные путем расчетов, и концентрации – отбора проб.

Сама расчетная модель интерактивного мониторинга представляет из

себя:

1) получение исходной информации:

-скорость синхронно движущегося потока в пробках, фиксируемых в реальном времени интернет ресурсами (Яндекс.Пробки);

-температура, скорость и направление ветра, облачность, осадки

(Realmeteo);

-полученные результаты наблюдения (видеонаблюдения) в течение 20

минут; 2) применение исходной информации:

-метеорологические данные позволяют определить класс устойчивости атмосферы;

-для выбранного класса производится расчет рассеивания по Гауссово модели концентраций преобладающих отработанных газов;

-построение графиков и выведение формул;

3) результатом разработки интерактивной системы мониторинга для пользователей является интернет ресурс http//eco-routes.appspot.com/. Данный интернет ресурс предлагает возможности интерактивного расчета рассеивания загрязняющих веществ и вероятность токсикологического воздействия вещества по запросу пользователя [8].

На рис. 6 представлен график сравнения наблюдаемых концентраций и расчетных.

Концентрации NOx выделяются из состава ОГ, более приближенные к ПДК, поэтому сравниваются концентрации данного вещества.

129

По горизонтальной оси отложены результаты расчетов для тех же условий, что и в наблюдениях по вертикальной оси.

Рис. 6. Сравнение результатов наблюдений и расчетов загрязнения воздуха диоксидом азота

В настоящее время проблема загрязнения атмосферного воздуха в городах является одной из наиболее острых. При нынешнем уровне урбанизации и росте городов автотранспорт становится одним из неблагоприятных факторов, доля которого в загрязнении воздуха неуклонно растет, что неблагоприятно сказывается на здоровье населения, экологическом развитии города и состоянии городской среды в целом.

Предложенная система мониторинга реагирует быстро в режиме реального времени, не требует огромного финансирования и легка в использовании. Данный вид мониторинга ориентирован для принятия мер по устранению рисков для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом. Мероприятия для предотвращения данной ситуации на исследуемом участке включают введение эффективной системы общественного транспорта (выделенная полоса), развитие альтернативных видов мобильности и мероприятия по рекультивации загрязненных почв.

Литература

1.EU Science Hub [Электронный ресурс]. – Реежим доступа : https://ec.europa.eu/jrc/en.

2.Найденко, В. В., Эколого-экономический мониторинг окружающей среды : учеб. пособие / В. В. Найденко, Л. Н. Губанов, А. Н. Косариков,

130

И. М. Афанасьева, А. В. Иванов / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2005. – 184 с.

3.A. Ivanov, А. Оnline traffic jam monitoring for mobile users / A. Ivanov, A. Platov, D. Stepanov // 16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference

:сonference Proceedings. – 2016. – Book 2, Vol. 1. – 781-788 p.

4.Разработка модели расчета параметров автомобильных пробок для экологического мониторинга / А. В. Иванов, В. И. Костин, Ю. А. Бабикова, И. С. Сердцева // Великие реки' 2016 : тр. науч. конгр. 18-го Междунар. науч.- пром. форума. В 3 т. – Нижний Новгород, 2016. – С. 137-140.

5.Концепция и реализация экологических онлайн сервисов для оценки риска здоровью населения / А. В. Иванов, Д. В. Степанов, А. Ю. Платов, И. С. Сердцева, Ю. А. Бабикова // Великие реки' 2017 : тр. науч. конгр. 19-го Междунар. науч.-пром. форума. В 3 т. – Нижний Новгород, 2017. – С. 178-180.

6.Правила землепользования и застройки в городе Нижнем Новгороде [Электронный ресурс]. – Реежим доступа : http://нижнийновгород.рф/zastroyka/pravila/chapter_2.htm.

7.LEED v4 for Neighborhood Development - current version [Электронный ресурс]. – Реежим доступа : https://www.usgbc.org/resources/leed-v4- neighborhood-development-current-version.

8.Иванов, А. В. Разработка интерактивной системы мониторинга экологической обстановки в условиях автодорожных пробок / А. В. Иванов, А. Ю. Платов, Д. В. Степанов // Великие реки' 2016 : тр. науч. конгр. 18-го Междунар. науч.-пром. форума. В 3 т. – Нижний Новгород, 2016. – С. 140-143.

УДК 712.3

РОЛЬ ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВОГО АССОРТИМЕНТА В ФОРМИРОВАНИИ КОМПОЗИЦИЙ ПРИ ОЗЕЛЕНЕНИИ УСАДЕБНЫХ ПАРКОВ

Е.В. Колосова, О.Н. Воронина

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, г. Нижний Новгород

Практический интерес ландшафтного архитектора к озеленению усадеб сейчас очень высок. Выявление закономерностей и тенденций в озеленении усадебных садов и парков имеет огромное значение как для отдельного специалиста, так и для ландшафтной архитектуры в целом.

Изучение усадебной культуры в рамках ландшафтной архитектуры неразрывно связано с историей. Исторические усадебные сады и парки формировались под влиянием моды, стиля эпохи, в которой существовали. Каждому стилю соответствовали свои композиционные особенности в