Оценка состояния экосреды рекреационных территорий крупного города по фактору шума

ПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

УДК 712.253

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЭКОСРЕДЫ РЕКРЕАЦИОННЫХ ТЕРРИТОРИЙ КРУПНОГО ГОРОДА ПО ФАКТОРУ ШУМА

© Городков А.В., Самохова Н.А., Атрощенко А.М., Булхов Н.А.

Брянский государственный инженерно-технологический университет, Россия, 241037, Брянск, пр.-т Ст. Димитрова, 3

Резюме: цель работы - оценка состояния акустического режима парковых зон и исследование шумозащитной эффективности зеленых насаждений по фактору шумового загрязнения прилегающих территорий. На исследуемых объектах, расположенных в г. Брянске, с помощью шумометрических измерений определялся эквивалентный уровень шума, согласно опорной разбивочной сетки со стороной 20-50 м. Согласно полученных и статистически обработанных данных на схеме территорий строилась карта шума в виде изолиний равного уровня. Для оценки акустических свойств зеленых насаждений использованы модельные полосы, расположенные вне городской среды с широкой вариацией биометрических характеристик. Анализ полученных карт показывает, что уровень шума на границах территории с транспортными магистралями находится в пределах 60-75 дБА при интенсивности транспортного движения в 1200-2300 авт./ч. Показано, что подавляющая часть территорий (90,5%) находится в зоне акустического дискомфорта. Установлено, что при использовании шумозащитных зеленых насаждений, акустические параметры парковой территории претерпевают существенное изменение. Значительно возрастает общая площадь, на которой не наблюдаются превышения предельно допустимого уровня шума до 65-90%. В планировочных узлах парков, наиболее чувствительных к акустическому климату (зоны детского и тихого отдыха) также не наблюдается превышение уровня шума. Сделан вывод о необходимости включения в планировочную структуру рекреационных территорий периферийных и разграничительных шумозащитных участков зеленых насаждений.

Ключевые слова: городские зеленые зоны, парки, скверы, автотранспортный шум, акустический режим, шумозащитная эффективность, периметральная защитная полоса

ASSESSMENT OF THE ECOLOGICAL ENVIRONMENT OF THE RECREATIONAL TERRITORIES

OF LARGE CITIES ACCORDING TO NOISE FACTOR

Gorodkov A.V., Samokhova N.A., Atroshchenko A.M., Bulkhov N.A.

Bryansk State University of Engineering and Technology, Russia, 241037, Bryansk, St. Dimitrov Av., 3

Summary: the aim of the study was to assess the acoustic mode of green areas and study the effectiveness of noise-reducing green space by the factor of noise pollution of the surrounding areas. In the investigated objects located in the city of Bryansk, the eauivalent noise level was determined with special eauipment according to the reference alignment grid with sides of 20-50 m. According to the obtained and statistically processed data on the scheme of the territories. we developed the noise map in the form of contours of the eaual level. To evaluate the acoustic properties of green spaces we used model bands located outside of the urban environment with a wide variation of biometric characteristics. The analysis of the maps shows that the noise level at the boundaries of the territory with transport routes is in the range of 60-75 dBA at the traffic volume of 1200-2300 auto/hour. It was revealed that a vast majority of areas (90.5%) are situated in the zone of acoustic discomfort. We found that when using noise-reducing green space. the acoustic parameters of parkland undergo significant changes. The total area with no exceeding level of noise over 65-90% significantly increases. In the planning nodes of parks. most sensitive to the acoustic climate (children's area and auiet rest territory) we did not observe any excess noise. The conclusion about the necessity of inclusion of peripheral and separating noise safety green space in the planning structure of the recreational areas was made.

Key words: urban green areas. parks. squares. transportation noise. acoustic mode. noise efficiency. perimeter security strip

Введение

Роль рекреационных территорий, в числе которых городские парки, сады и скверы в решении одной из актуальнейших проблем современности - экологической, трудно переоценить. Поэтому, именно в парках должна быть создана оптимальная природная среда, что представляет собой важнейшую задачу при их проектировании, строительстве и эксплуатации. Создание условий, максимально приближающихся к естественным, требует обеспечения необходимой чистоты воздуха и поддержания акустического комфорта в пределах нормативных требований, что чрезвычайно важно для здоровья населения, проживающего в близи объектов и производств, формирующих повышенный шумовой фон.

Как элементы городских структур, парки различного функционального назначения, вне зависимости от их расположения (центральные, периферийные) испытывают различную степень регрессии под воздействием антропо-, и техногенных нагрузок, что в значительной степени снижает, а в ряде случаев сводит на нет их потенциал оздоровления и оптимизации окружающей среды. Этому же в большой степени способствуют системы зеленых насаждений парков, в планировочном решении которых, как правило, не учитываются возможности средозащиты путем соответствующего их формирования. Образование дискомфортных зон и возрастание площадей, не отвечающих требованиям санитарных норм в отношении фактора внешнего шума, привело, в значительном числе случаев, к невозможности использования отдельных функциональных территорий парков по своему прямому назначению (тихий отдых, организация детского досуга и т.д.). Это представляет собой тревожную развивающуюся тенденцию, характерную для большинства крупных и крупнейших городов страны.

По нашим исследованиям подавляющее число парков в условиях крупного города имеет наименьшую площадь участков (до 5 га). Доля участия парков в планировочных структурах крупных городов площадью более 50 га значительно падает, а крупные парки (более 200 га), полностью отсутствуют.

Исследования, проведенные А.В. Городковым и В.В. Цыганковым, показывают, что в парках площадью 50 га в центральной их части отмечается отсутствие отрицательного влияния городской техногенной среды. Для парков с меньшей площадью (10-30 га), находящихся, как правило, в неблагоприятной экологической обстановке, площадь с отсутствием влияния дискомфортных факторов существенно уменьшается и может составить 20-25%, а в более «мелких» парках (5 га и менее) вся площадь территории может находиться в условиях техногенного воздействия. Характерно, что для парковых систем с малой площадью участков (5-10 га и менее) при низкой степени средозащитного влияния озеленения, закономерно образование постоянных фоновых загрязнений среды достаточно высокого уровня (45-50 дБА по акустическому фону). Весьма важен тот факт, что параметры фоновых акустических загрязнений могут лежать в пределах допустимых норм, приближаясь к пороговым значениям. С гигиенической точки зрения в данном случае формируются достаточно стабильные предпороговые уровни шума.

Сказанное с достаточной степенью убедительности обосновывает необходимость совершенствования системы проектирования природных элементов парковых систем, способных сформировать активную долю участия в комплексе средозащитных и природоохранных мероприятий.

Решению проблем акустического режима в городских условиях посвящены труды таких ученых как Болховитина М.М., Берфина Г.П., Агасьянц А.А., Городков А.В., Клюкина И.И., Цыганков В.В., Самохова Н.А. и др. Однако в большинстве случаев ими были получены данные для транспортно-магистральных территорий застройки городов. В отношении рекреационных территорий города таких данных недостаточно.

В задачи исследования входило установление закономерностей планировочного размещения объектов рекреации по отношению к источникам загрязнения; построение карт шума для каждого участка и выявление закономерностей распространения шума на территориях парков с оценкой степени акустического дискомфорта по площадям, находящихся в зоне превышения установленных санитарных норм; экспериментальная оценка шумозащитных качеств линейно-полосных структур зеленых насаждений как основного мероприятия по снижению уровня распространяющегося шума.

Методика

Исследования акустического режима территорий проводились в вегетационные периоды 20132015 гг. Каждый исследуемый участок разбивался на сетки прямоугольников со сторонами 20, 30,

40 или 50 м, в зависимости от площади территории. В углах каждого прямоугольника были намечены точки, в которых проводились измерения при помощи шумомера АТТ-9000. В контрольных точках измерений определялся эквивалентный уровень шума. Одновременно осуществлялся подсчет транспортного потока прилегающей автомагистрали в течение 30 мин., с последующим пересчетом за 1 ч.

Проведение акустических натурных исследований зеленых насаждений базировалось на использовании ряда технических средств, с помощью которых становилось возможным решение поставленных задач. В экспериментальной работе были задействованы электронные системы трактов источников и стабилизации автономного питания, системы генерации шума и технические средства анализа и регистрации шума.

Эффективность модельных полос зеленых насаждений была рассчитана с учетом естественного ослабления акустической энергии при распространении шума в открытом пространстве.

Установлено, что наибольшую автотранспортную нагрузку на себе испытывают участки, расположенные на пересечении сразу нескольких магистралей. Пиковая интенсивность транспортного потока фиксирована на уровне 5000 авт./ч. В других планировочных районах города интенсивность автомобильного потока составляет от 600 до 3000 авт./ч.

Результаты исследования и их обсуждение

Рассчитанные уровни эквивалентного уровня звука для всех точек, в которых осуществлялись измерения, послужили основой для построения карты шума для каждого участка. В табл. 1 приведена характеристика нескольких рекреационных зон по фактору автотранспортного шумового загрязнения. Анализ данных таблицы показал, что по фактору акустического загрязнения большая часть территорий объектов находится в зоне дискомфорта, причем на некоторых территориях уровень шума полностью превышает установленную норму в 55,0 дБА [4].

Таблица 1 . Характеристика некоторых рекреационных территорий по фактору акустического загрязнения автотранспортными средствами (на примере г. Брянска)_

Наименование объекта -площадь, га Интенсивность потока транспорта на магистралях, авт./ч Площадь территории с уровнем шума <55,0 дБА Площадь территории с уровнем шума >55,0 дБА

Парк А.К. Толстого - 3,0 ул. Горького - 1204 65,8%

Сквер Энергетиков - 1,0 ул. Советская - 1442 - 100%

Сквер Ф.И. Тютчева - 0,7 пр-т Ленина - 1858, ул. Фокина - 1632 2%

Сквер И.К. Гайдукова - 0,9 ул. Красноармейская - 2550 18,3%

Парк «Майский» - 4,0 ул. Майской Стачки - 680 70%

Сквер Металлургов - 1,9 ул. Литейная - 2372 - 100%

Сквер «Пролетарский» -2,4 ул. Ульянова - 2896 12,4%

Парк «Юность» - 3,0 ул. Никитина - 1418 ул. Пушкина - 834 9,5%

Парк Железнодорожников -5,0 пр-т Московский - 4895 ул. Дзержинского - 1635 24,3%

Сквер «Вечный огонь» - 0,7 ул. Дзержинского - 923 ул. Красных Партизан - 139 25,4%

В качестве примера приведем карту шумового загрязнения, позволяющую проследить выявленные закономерности формирования акустического климата территории паркового массива (рис. 1). Анализ карты показывает, что уровень шума на границах территории с транспортными магистралями находится в пределах 60-70 дБА. Подавляющая часть территории (90,5% - 2,7 га) находится в зоне акустического дискомфорта, что становится закономерным следствием примыкания к объекту двух автомагистралей, с интенсивным движением транспортного потока. На территории с повышенным уровнем шума расположены детские игровые площадки, аллеи

транзитного движения пешеходов, места для кратковременного отдыха, кафе, летняя сцена. Участок с допустимым уровнем шума (9,5% - 0,3 га) наиболее удален от оживленных автомагистралей и находится в центре парка. Таким образом, «работу» буферных участков средозащитного озеленения парка следует считать не эффективной и не способной снизить исходные уровни шума. При этом сами зеленые насаждения не отвечают требованиям шумозащиты.

С целью оценки шумозащитных качеств зеленых насаждений проведены экспериментальные наблюдения в полосных структурах зеленых насаждений с искусственным источником шума на основе схемы синхронной оценки уровня шума непосредственно «за» и «перед» полосой [2]. Сопоставление данных измерений с «открытым» участком позволила оценить вклад полос озеленения в снижение уровня шума. При этом снижение уровня шума, вызванное атмосферным поглощением, было незначительным, так как анализируемые расстояния не превышали 50 метров. Ширина исследованных полос составляла от 15 до 30 м, а структура, дендрологический состав и конструкция посадок удовлетворяла требованиям создания наивысшей степени биомассы и плотности насаждения. Подобные методические подходы использованы в работах Г.П. Берфиной, А.В. Городкова и др. В табл. 2 показаны данные натурных исследований и эскизы поперечных сечений полос зеленых насаждений.

Рис. 1. Карта шума парка «Юность» в часы «пик» (в тт. 1-19 указан эквивалентный уровень звука,

Полученные в эксперименте данные позволяют нам выявить влияние периметральных полос, шириной до 15-20 м, расположенных со стороны прилегающих магистралей на перераспределение уровней шума на всей территории парков. Отметим, что в планировке парковой территории имеется возможность для реконструкции периметральных насаждений в соответствии с требованиями шумозащиты.

Так, при использовании на территории парка периферийной полосы, сформированной с учетом требований шумозащиты (закрытое подкроновое пространство, ярусная структура, коэффициент плотности фитомассы - 0,6-0,9, максимальное приближение к источникам шума и др.) удается существенно изменить акустический климат территории. Это подтверждает данные, полученные В.В. Цыганковым [4] в отношении примагистральных полос зеленых насаждений. На рис. 2 представлена карта шума, из которой видно, что акустические параметры парковой территории претерпевают существенное изменение при использовании периферийной шумозащитной полосы. Значительно возрастает общая площадь, на которой не наблюдаются превышения предельно допустимого уровня шума до 65%. В планировочных узлах парка, наиболее чувствительных к акустическому климату (зоны детского и тихого отдыха) также не наблюдается превышение уровня шума. Как было показано ранее в работе Н.А. Самоховой [2] общая площадь акустического дискомфорта существенно снижается. Однако наши исследования свидетельствуют и о возможности полной нормализации акустического режима территории, что, безусловно, подтверждает необходимость использования периметральных шумозащитных насаждений в структуре территорий парков.

дБА)

Таблица 2. Данные натурных исследований и эскизы поперечных сечений полос зеленых насаждений_

Поперечное сечение Конструкция посадки; ширина, м; видовой состав Ожидаемая эффективность в снижении уровня шума, дБА

АЙЬ Рядовая с шагом 5,0 м, Ширина сечения - 25 м, Подкроновое пространство - закрыто Смешанный видовой состав (40% - хвойных) 7-7,5

1ЙКЙ1 Рядовая с шагом 5,0 м, Ширина сечения - 35 м, Подкроновое пространство - закрыто Лиственный видовой состав 8,0

ш Рядовая с шагом 4,0 м, Ширина сечения - 15 м, Подкроновое пространство - закрыто Смешанный видовой состав (25% - хвойных) 3-3,5

И§ Рядовая с шагом 4,5 м, Ширина сечения - 18 м, Подкроновое пространство - закрыто Лиственный видовой состав 5,0

Свободная посадка, Ширина сечения - 15 м, Подкроновое пространство - закрыто Смешанный видовой состав (60% - хвойных) 2,5-3,5

Ш Рядовая с шагом 4,5 м, Ширина сечения - 18 м, Подкроновое пространство - закрыто Лиственный видовой состав 3-4,0

Наблюдения за закономерностями снижения уровня шума в среде зеленых насаждений, позволяет считать, что в малых парках основную роль в нормализации акустического режима должны играть периметрально-периферийные линейно-полосные структуры насаждений, изолирующие территорию от внешних источников шума. Именно буферный «экран» полос способен снизить уровни шума до нормативных пределов. Это подтверждается ранее проведенными наблюдениями, выполненными М.М. Болховитиной. Не менее важны и защитные полосы локально-ограниченных зон парков (детские площадки). Принципы проектирования парковых пространств должны быть дополнены категориями средозащитных зеленых насаждений, такими как защитные участки открытых пространств, насаждениями вдоль дорог и аллей, защитными полосами разграничения функциональных зон.

и

Рис. 2. Карта шума парка «Юность» с применением периметральной защитной полосы шириной 25 м.

Разнообразие экологических условий, формирующихся на территориях функциональных зон парков, требует, безусловно, дифференцированного подхода к выбору средозащитных приемов озеленения территорий, который зависит от сложившейся градостроительной ситуации в районе размещения рекреационного массива. В этом случае учитывается характер прилегающей застройки и степень ее участия в защите от неблагоприятных факторов среды. Планировочная система парка должна корректироваться как по составу и набору ее элементов средозащитного озеленения, так и по общей схеме зонирования территории.

Полученные в ходе натурно-экспериментальных исследований данные, свидетельствующие о реальной возможности оптимизации акустического режима территорий, позволяют рекомендовать использование в ландшафтном проектировании периферийные буферные участки шумозащитного озеленения в качестве основного элемента средозащиты территорий парков и иных ландшафтно-рекреационных территорий городов.

Заключение

Таким образом, на рекреационных территориях, прилегающих к зонам автотранспортных потоков формируется негативный акустический режим, превышающий нормативные параметры на 5-15 дБА. Участки сверхнормативного уровня распространяются на территории тихого отдыха, детские функциональные зоны, участки, прилегающие к жилым домам. В эксперименте установлено, что шумозащитная эффективность полос зеленых насаждений может составлять от 3 до 8 дБА и более в зависимости от дедроэкологических и биометрических параметров насаждений. Показано, что использование специально сформированных участков зеленых насаждений в периметральных контактных зонах парков способно существенно снизить общую площадь со сверхнормативным уровнем шума, а в некоторых случаях полностью нормализовать акустический режим рекреационных территорий. Рекомендуется усовершенствовать принципы проектирования зеленых насаждений парковых массивов путем обоснованного введения в их структуру приемов ландшафтно-средозащитного озеленения, включающих новые элементы ландшафтного проектирования: полосы разграничения, периферийно-периметральные насаждения и т.п.

Литература

1. ГОСТ 23337-78*. Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий. - Введ. 1979.01.07. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 16 с.

2. Городков А.В., Самохова Н.А. Проектирование средозащитного озеленения в системе совершенствования экосреды парковых массивов // Известия вузов. Строительство. - 2015. - №9. - С. 6774.

3. СНиП 23-03-2003. Защита от шума: взамен СНиП II-12-77: введ. 2004-01-01 / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 36 с.

4. Цыганков В.В., Кумекина В.В. Методика расчета акустической эффективности проектируемых внутриквартальных шумозащитных зеленых насаждений // Биосферная совместимость: Человек, регион, технологии. - 2015. - №4. - С. 88-93.

Информация об авторах

Городков Александр Васильевич - доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Техносферная безопасность и природообустройство» ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет». E-mail: avgorodkov@yandex.ru

Самохова Наталия Александровна - аспирант кафедры «Техносферная безопасность и природообустройство» ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет». E-mail: karpes-natalya@yandex.ru

Атрощенко Анна Михайловна - кандидат экономических наук, доцент кафедры «Экономика, оценка бизнеса и бухгалтерский учет» ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет». E-mail: annaatrohenko@yandex.ru

Булхов Николай Алексеевич - кандидат экономических наук, доцент кафедры «Экономика, оценка бизнеса и бухгалтерский учет» ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет». E-mail: pismaanick@mail.ru