Ольга Бейчук, Сергей Парахин, Любовь Терентьева, ЦЧФ ФГУП «Госземкадастрсъемка» — ВИСХАГИ, г. Воронеж, e-mail: Luni@inbox.ru
На территории современного города в результате хозяйственной деятельности, движения городского транспорта, работы промышленных предприятий и функционирования других объектов образуются шумовые поля, оказывающие неблагоприятное воздействие на здоровье и комфортность проживания людей.
Наиболее мощным источником шумового загрязнения в современном городе является транспорт. Создаваемые транспортными средствами акустические поля становятся причиной целого комплекса экологических и социально-экономических проблем.
Уровни шума (звукового давления) на магистралях с высокой интенсивностью движения транспорта достигают 90-100 дБ(А). От источника шума звуковая волна распространяется на прилегающие территории. Таким образом, возникают зоны акустического дискомфорта. В современных городах в пределах этих зон сосредоточено большое количество зданий жилого и промышленного назначения. Люди, проживающие или работающие в них, испытывают длительное хроническое воздействие интенсивного городского шума. А это оказывает неблагоприятное воздействие на функциональное состояние человека, способствует возникновению и развитию ряда патологических изменений в организме, в сердечно-сосудистой и нервной системах.
Во многих странах в настоящее время ведется расчет экономического ущерба, связанного с воздействием высоких уровней шума на население. Сюда относят затраты, связанные со снижением работоспособности, средства, идущие на мероприятия по защите от шума, а также величина снижения стоимости недвижимости в зонах акустического дискомфорта.
Транспортный поток рассматривается как линейный источник шума. Это протяженный источник, непрерывно излучающий цилиндрические звуковые волны. Для расчета уровня шума от линейного источника мы использовали формулу, приведенную в методических рекомендациях Государственной службы дорожного хозяйства министерства транспорта РФ. Она применяется для оценки необходимого снижения звука у населенных пунктов и определения требуемой акустической эффективности защитных экранов с учетом звукопоглощения.
Эта формула позволяет рассчитать уровень шума в расчетной точке определенного подучастка транспортной магистрали или примагистральной территории. При расчете шумового воздействия учитываются: шумовая характеристика автотранспортного потока на магистрали, расстояние от магистрали, снижение уровня шума под влиянием факторов, приводящих к его поглощению, затуханию, экранированию, отражению. На основании расчетных данных выделяют зоны с разным уровнем акустического комфорта. Зонирование территории города осуществляется по трем пространственным уровням: районное, квартальное и внутриквартальное. Для каждого из уровней вводится свой поправочный коэффициент, учитываемый при расчете стоимости недвижимости.
Подучастки выделяются с учетом удаленности расчетной точки от проезжей части, ограничения угла видимости, наличия препятствий и экранов на пути распространения звука, наличия сооружений, отражающих звуковую волну и т.д. Поэтому в городских условиях всегда велико количество расчетных подучастков на территории, для которой необходимо провести расчет. На один и тот же участок местности могут оказывать влияние несколько источников шумового загрязнения. Всё это осложняет и удлиняет процесс расчета, значительно увеличивает финансовые и трудовые затраты.
Кроме того, точечные значения уровней шума не позволяют в полной мере отразить сложную структуру акустического поля, наблюдаемого в действительности. И тем более они не отражают динамику его изменений во времени. Необходимым решением является создание эффективной пространственной модели. А для ее практического применения необходимы средства пространственной привязки данных к местности. Очевидно, что наиболее подходящей платформой реализации модели распространения звуковой волны от источников шумового загрязнения могут служить ГИС-технологии.
Специалистами отдела фотограмметрии и цифрового картографирования ЦЧФ ФГУП «Госземкадастрсъемка»-ВИСХАГИ была разработана пространственная модель распространения звуковой волны на базе ГИС.
На настоящий момент существует более десятка в той или иной степени популярных ГИС-программ от разных поставщиков. В то же время, при выборе наиболее оптимального программного продукта необходимо учитывать следующие предъявляемые к нему требования:
- обработка больших массивов информации;
- наличие средств разработки пользовательских приложений;
- визуализация данных в трёхмерном виде;
- удобство и простота в эксплуатации системы;
- наглядность предоставляемых пользователю результатов.
В процессе анализа ГИС-пакетов мы пришли к выводу о целесообразности использования программного обеспечения ArcGIS от компании ESRI, которое в полной мере удовлетворяет перечисленным критериям.
В качестве объекта исследования был выбран г. Азов Ростовской области. Этот выбор обусловлен наличием на территорию города необходимых картографических и фактографических материалов: достаточно подробных топографических планов М 1:5000, созданных в 2005 году, и данных об уровнях шума по основным улицам города (рис. 1).
Рис. 1. Фрагмент цифрового топоплана г. Азов.
Пользовательское программное обеспечение создавалось на базе интегрированной среды разработки VBA. Специализированный расчётно-аналитический модуль получил название NoiseZone.
Рис. 2. Трехмерная модель исследуемого района города.
Рис. 3. Использование в моделировании информации об относительной высоте объектов.
Разработанный способ моделирования распространения звуковой волны от линейных источников значительно повышает эффективность расчетных и картографических работ, позволяет снизить затраты на их выполнение и представлять результаты в наглядной, удобной для восприятия форме (рис. 2, 3). Кроме того, он позволяет:
- использовать программный комплекс для моделирования состояния акустической среды любого населенного пункта;
- получать расчётный результат в каждой точке пространства;
- в значительной мере автоматизировать процесс расчёта (рис. 4);
- повысить точность выходных данных и снизить вероятность возникновения ошибок при расчёте;
- более наглядно отображать на планово-картографическом материале результаты расчёта (зоны акустического дискомфорта) в удобной для пользователя форме (рис. 5);
- проводить корректировку стоимости объектов недвижимости в зависимости от акустической комфортности;
- вести разработку генерального плана города с учётом данных шумового загрязнения;
- в перспективе – проводить расширение системы с подключением к процессу зонирования дополнительных факторов, таких как загрязнение от выхлопных газов, промышленных предприятий и т.д.
Разработанный специалистами отдела фотограмметрии и цифрового картографирования ЦЧФ ФГУП «Госземкадастрсъемка»-ВИСХАГИ метод позволяет построить модель акустического режима для любого населенного пункта. Предлагаемое решение представляется нам чрезвычайно важным, поскольку проблема шумового загрязнения становится все более актуальной в современных городах.
Рис. 4. Зона прямого акустического воздействия от автодорог рассчитывается автоматически.
Рис. 5. Внутриквартальное зонирование территории по степени акустической комфортности.
Литература
1. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения. – М.: Государственная служба дорожного хозяйства министерства транспорта РФ, 2003. 91с.
2. Руководство. Физические факторы. Эколого-гигиеническая оценка и контроль. – М,1999. 632с.
3. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. – М.: Комитет ГИС-образования ГИС-Ассоциации, 1997. 159с.
