авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Оценка выбросов автотранспортных потоков в воздушный бассейн города с учетом рельефа улично – дорожных сетей

-- [ Страница 1 ] --

УДК 504.3.64:656.13 (043.3) На правах рукописи

ТЕМИРХАНОВА АЙГУЛЬ МУЗАФАРХАНОВНА




Оценка выбросов автотранспортных потоков в воздушный бассейн города с учетом рельефа улично дорожных сетей



25.00.36 – Геоэкология

Автореферат

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук


Республика Казахстан

Шымкент, 2010

Работа выполнена в Академическом инновационном университете.

Научный руководитель: доктор технических наук

Шакиров Б.С.

кандидат технических наук

Едилбаев Б.Т

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Кулманова Н.К

кандидат технических наук

Мейрбеков А.

Ведущая организация: Таразский государственный университет

им.М.Х.Дулати

Защита состоится «27» декабря 2010 г. в 1630 часов на заседании диссертационного совета Д 14.23.02 в Южно-Казахстанском государственном университете им. М.О. Ауезова по адресу: 160012, г.Шымкент, пр. Тауке хана, 5, ауд. главный корпус, ауд.342.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Казахстанского государственного университета им. М.О. Ауезова по адресу: 160012, г.Шымкент, пр. Тауке хана, 5, главный корпус, ауд. 215.

Автореферат разослан «26» ноября 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н., профессор Анарбаев А.А


Введение

Общая характеристика работы. Обеспеченность населения Казахстана легковыми автомобилями в личной собственности к началу 2009 года по сравнению с 2001 г. возросла более чем 2 раза, по Южно – Казахстанской области - 3 раза, а по г.Астана – 5,6 раза. Такого темпа роста уровня автомобилизации не знает ни одна страна мира и ни одна столица государств.

По темпу автомобилизации бесспорно лидируют г.г Астана, Алматы и г.Шымкент, где на 100 человек по данным Дорожной полиции РК на начало 2009 года приходится более 30 автомобилей личной собственности.

Даже при нынешнем уровне автомобилизации во многих крупных городах Казахстана наблюдается тупиковая ситуация, характерными чертами которой являются заторы, медленная скорость движения автомобильного потока, аварии, загазованность улично – дорожной сети, шум, вибрации и т.д. Для решения проблем городской экологии для Казахстана наиболее важным является этап эксплуатации автотранспорта, являющего основным (70-95%) источником загрязнения воздушной среды практически всех крупных центров регионов.

Работа выполнена в соответствии графика выполнения и плана научно – исследовательской работы ТОО «ОЗОН» по теме «Снижение негативного влияния автотранспорта г.Шымкента на окружающую среду и здоровье населения (I этап Исследований)» по заказу Государственного учреждения Управления природных ресурсов и регулирования природных ресурсов ЮКО Акимата Южно – Казахстанской области, тематическими планами по НИР УО «Академического инновационного университета».

Актуальность проблемы. Известные исследования негативного влияния АТС на состояние воздушной среды городов относятся в отдельному передвижному источнику: легковому автомобилю, автобусу, грузовику или спецтехнике. Они в совокупности как элементы поточного движения, являющегося основной системой перевозки людей и груза в городе, не рассматривались. Только в последние годы получены единичные экспериментально – теоретические данные по оценке переноса загрязняющих веществ от автотранспортных средств в воздушном бассейне селитебных зон городов с учетом закономерностей поточного движения множества автомобилей по улично-дорожным сетям.

Однако, в этих исследованиях и других не нашли должного внимания влияние рельефа улично – дорожной сети города на выброс АТС в воздушный бассейн, хотя всем известно, что в зависимости геоморфологических показателей города и его автодорог изменяются кинематические характеристики автотранспорта. И как следствие, существенно меняются количественный и качественный составы выхлопных газов АТС. Незнание этой стороны отрицательного влияния автотранспорта приводит к неразумным решениям. Так, многие учебные, культурные и спортивные здания и сооружения находятся на недопустимом расстоянии от автодорог с интенсивным движением.

Сложность геоморфологии территории многих крупных населенных пунктов Казахстана и отсутствие методологии оценки влияния выбросов автотранспортных потоков на состояние воздушного бассейна с учетом рельефа улично – дорожных сетей городов предопределила актуальность данного исследования.

Цель работы: геоэкологическая оценка выбросов автотранспортных потоков в воздушный бассейн города с учетом рельефа улично – дорожной сети и распространению их в жилой зоне.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- эколого – геоморфологический анализ городской территории на примере г.Шымкента;

- теоретическое исследование кинематических характеристик автомобиля на спусках и подъемах дороги;

- разработка методики расчета суммарного выброса вредных веществ при движении автомобиля по городской магистрали со сложным рельефом;

- моделирование распространения отработанных газов передвижных источников по улично – дорожной сети города;

- корректировка карты города с учетом новых данных экспериментально – теоретических исследований по оценке выбросов автотранспортных потоков.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- исходя из реальной модели города обоснован критерий устойчивого экологического развития, как параметр оценки соотношения потока энергии и массы, возвращаемого в окружающую среду в первоначальном виде, к потоку энергии и массы потребляемых ресурсов;

- в результате теоретического анализа определены управляющие параметры для описания кинематических характеристик автотранспортного средств на сложных участках трассы, характеризующихся спусками и подъемами по криволинейной поверхности. Показано, что на таких участках целесообразно использовать в качестве определяющего параметра кривизну поверхности, и даны выражения для расчета этого параметра по измеряемым характеристикам;

- установлено, что суммарный выброс отходящих газов при работе карбюраторных двигателей внутреннего сгорания определяется двумя основными управляющими параметрами: результирующей нагрузкой и скоростью автомобиля, и получены полуэмпирические зависимости для расчета суммарного выброса на спусках и подъемах;

- на основе диффузионной модели рассеяния отходящих газов предложен подход к моделированию процесса распространения загрязняющих веществ в отработанных газах автотранспортных средств вдоль и поперек улицы, а также на искомом расстоянии от передвижного источника загрязнения.

Научные положения, выносимые на защиту:

- результаты эколого – геоморфологических исследований территории населенных пунктов на примере г.Шымкента;

- предложенные прогнозные и теоретические уравнения, математическая модель, номограммы и методика расчета концентрации выхлопных газов двигателей автомобилей в зависимости от геоморфологии территории;

- рекомендации по организации поточного движения АТС с учетом геоморфологических параметров УДС, позволяющая снизить концентрации вредных компонентов выхлопных газов автомобиля.



Практическая ценность работы:

- выполнен эколого – геоморфологический анализ городской территории на примере г.Шымкента, позволяющий создать методологическую базу при исследовании и разработке генеральных планов развития крупных населенных пунктов Казахстана;

- предложенные критерии, уравнения и номограммы могут быть использованы при комплексной оценке состояния воздушного бассейна крупных городов с учетом геоморфологической структуры их территорий

Новизна поставленной задачи и результатов комплексных исследований позволяет судить о возможности использования полученных данных при создании учебных программ и учебных дисциплин по экологическим дисциплинам и специальностям.

Публикации. По результатам работы опубликовано 19 научных работ, в том числе 8 статей в изданиях, входящих в список, рекомендованный Комитетом по надзору и аттестации в сфере образования и науки МОН РК, 11 работ в сборниках международных научных конференций.

Личный вклад соискателя

- на основе литературного обзора и экспериментальных исследований сформулировал цель и задачи исследований;

- определил методы решения поставленных задач, необходимых для анализа современных проблем городской экологии, теоретическом и практическом решении поставленных задач;

- провел лабораторные и натурные исследования с анализом и обобщении полученных данных, создании методик расчета и апробации результатов работы.

Апробация практических результатов. Внедрены в проектном институте Республики Казахстан «Казгипроград» при разработке ОВОС Генерального плана г.Шымкента и использованы ТОО «Озон» при выполнении проекта «Снижение негативного воздействия автотранспорта г.Шымкента на состояние окружающей среды и здоровье населения».

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных научно-технических конференциях: «Проблемы молодежи и молодежной политики» (Шымкент – 1999); «Проблемы общественного развития, науки и образования» посвященной Дню независимости Республики Казахстан (Шымкент – 2003); «Индустриально – инновационное развитие – основа устойчивой экономики Казахстана» (Шымкент – 2006), а также опубликованы в журналах: «Наука и образование», Вестник Казахского Национального технического университета им.К.И.Сатпаева, Вестник Казахской Академии транспорта и коммуникаций им.МТынышпаева.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и 17 приложений. Работа изложена на 125 страницах компьютерного текста, включает 40 рисунков, 24 таблиц, список использованной литературы из 160 наименований.



ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ



Во введении представлена новизна темы и ее практическая значимость.

В первом разделе изложены концептуальные основы структурно – поэлементного подхода к математическому моделированию в градостроительстве и экологически устойчивому развитию крупных городов на современном этапе развития Казахстана. Проанализированы экспериментально – теоретические данные по оценке переноса загрязняющих веществ от автотранспортных средств в воздушном бассейне селитебных зон городов с учетом закономерностей поточного движения автомобилей по улично-дорожным сетям. Однако, в них и других не нашли должного внимания влияния рельефа улично – дорожной сети города на выброс АТС в воздушный бассейн.

Сложность геоморфологии территории многих крупных населенных пунктов Казахстана и отсутствие методологии оценки влияния выбросов автотранспортных потоков на состояние воздушного бассейна с учетом рельефа улично – дорожных сетей городов предопределила актуальность данного исследования.

Во втором разделе рассмотрены современное состояние и основные направления развития инженерной геоморфологии, результаты исследования геоморфологической структуры и градостроительной оценки территорий г.Шымкента, мониторинговых оценок качества воздушного бассейна.

Выявлено, что состояние воздушного бассейна в перекрестках основных магистралей и котлованах, где расположены жилые массивы УДС, расчетному по общеизвестной методике.

В третьем разделе наиболее приемлемым подходом к нормированию вредных выбросов АТС является структурно – элементный подход, предложенный академиком НАН РК Балабековым О.С. По этой теории исследуются один характерный элемент объекта с известной структурой и, определив параметрическую взаимосвязь множества элементов, можно установить общие закономерности функционирования рассматриваемого объекта.

Для оценки предложенной методики по определению среднеинтегральных значений выбросов ВВ были проведены натурные исследования ездовых циклов (таблица 1)

Таблица 1 - Результаты натурных наблюдений и расчета по интенсивности движения АТС по перекресткам г.Шымкента

Параметры УДС Перекресток Кn1 Перекресток Kn2 Перекресток Kn3
пр.Тауке - хана Байтур-сынова Тауке - хана Б.Момышулы Республики Модагулова
1 Число полос, n шт 4 2 6 4 4 2
2 2.1 2.2 2.3 Режим работы светофоров, с: зеленого такта, з красного такта, к желтого такта, ж 60 30 6 30 60 6 60 80 6 60+20 60 6 40 20 6 20 40 6
3 Расчетная пропускная способность дороги Пj, ед/ч 2868 1908 2519 2239 2456 614
4 Расчетная допускаемая интенсивность автодвижения [Naj], ед/ч 2545 1272 1679 1493 1637 409
5 5.1 5.2 5.3 Результаты натурных наблюдений интенсивности автодвижения Nai, ед/ч, в том числе: легковых машин автобусов микроавтобусов грузовиков 2334 1709 301 112 212 1508 1410 16 23 59 1508 1410 16 23 59 1519 1439 12 40 28 1519 1439 12 40 28 481 453 3 14 11
6 Погрешность расчета, % -9,0 +15,6 -11,3 +1,7 -7,8 +14,9

За исходную формулу для определения для определения расхода топлива АТС на топливе i-го вида Qi (л/100км) приняли:

Qoi=+ 1,35·10-2 (1)

Из результатов расчетов с учетом данных таблицы 2 следует, что грузовые машины и автобусы из-за большей массы 5-6 раз больше загрязняют воздушный бассейн города по сравнению с легковыми автомобилями. Существенное значение имеет также форма АТС, то есть лобовое сопротивление.

Выявлено, что автотранспортная нагрузка на центральной магистрали города «ул. Тауке -Хана - проспект Республики» составляет от 1320 до 2760 авт/час, в среднем 2040 авт/час или от 0,4 - 0,8 авт/сек. Максимальная суточная нагрузка может достигать от 18 до 30 тысяч автомобилей.

Замерами состава проходящих по центральной автомагистрали автотранспортных средств определён высокий процент наличия лег­ковых автомобилей иномарок: 50 - 60 % в транспортных потоках. Установлено, что грузовой транспорт на исследуемых перекрёст­ках практически отсутствует.

Кроме обязательных для исследования транспортной нагрузки 3 - х перекрёстков центральной автомагистрали произ­водились замеры на следующих улицах: Толе-би, Казыбек-би, Тамерлановское шоссе, Сайрамская, Уалиханова, Попова, пл. Ордабасы, пл. Аль Фараби, ул. Жибек Жолы, ул Желтоксан и др.

Таблица 2 – Численность и структура АТС (на начало года), тысяча единиц

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 05.05.2010 2015
Республика Казахстан в т.ч. по категориям: Л – легковые А – автобусы Г – грузовики 1349,5 1057,8 50,2 204,6 1365,1 1062,6 51,4 214,2 1471,5 1148,7 61,4 223,0 1532,3 1204,1 62,9 224,9 1752,6 1405,3 65,7 281,5 1807,7 1404,6 72,3 282,0 2000 1455,2 75,8 469 2025 2225 2500 2900-3050
Алматы, в т.ч.: Л А Г 236,1 201,1 7,9 23,2 206,0 165,7 6,8 30,6 262,2 218,2 11,9 29,0 235,9 199,5 9,6 23,0 289,3 254,8 8,1 26,4 340 287,3 11,6 41,1 410-420 344-353 17-18 49-50 426 358 21 53 468 360 25 83 525,6 400 35 90,6 620-690
Астана, в т.ч.: Л А Г 37,8 28,0 1,7 6,9 57,5 47,4 2,4 6,4 65,3 50,4 3,4 10,1 75,5 60,0 3,3 10,3 89,9 77,7 2,7 9,5 107,7 86,9 3,5 10,8 150-160 94,8 3,9 11,2 174 103,7 4,4 12,3 225,4 105,5 5,5 300,1 120,1 350-425
Шымкент, в т.ч.: Л А Г 140,6 128,9 4,15 7,03 144,5 133,1 4,19 7,28 148,8 136,5 4,44 7,89 159,2 145,7 4,99 8,51 164,7 149,6 5,68 9,51 171,3 155,1 5,86 10,4 176,9 160,2 6,01 10,8 178 160,8 6,32 11 189,1 170,1 6,91 12,11 184 164,7 6,9 12,4 250-325
Южно-Казахстанская область, в т.ч.: Л А Г 106,0 82,8 5,7 15,4 106,4 83,6 5,7 14,9 117,4 90,2 7,6 17,3 127,7 98,6 8,3 18,3 150,7 121,7 8,5 20,6 168,5 133,2 8,9 22,3 184,8 142,4 9,2 23,6 196 154 9,8 24,2 254,2 387,03 330,2 16,4 40,4 400-550
Примечания *Данные Дорожной полиции РК, УДП ДВД по ЮКО **Прогнозная оценка (собственная)


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.