Приложение. Методика расчета годовых выбросов передвижных источников на автомагистралях Санкт-Петербурга на основе обследования структуры автотранспортных потоков

Приложение

Методика
расчета годовых выбросов передвижных источников на автомагистралях
Санкт-Петербурга на основе обследования структуры автотранспортных потоков
(утв. распоряжением Комитета от 17 февраля 2012 г. N 22-р)

Настоящий документ устанавливает порядок расчета валовых выбросов автотранспорта, движущегося на автомагистралях Санкт-Петербурга и может быть применен ко всем категориям автотранспортных средств при эксплуатации в городских условиях.

При разработке данного документа учтены результаты практической оценки выбросов при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферы в Санкт-Петербурге, уточнены показатели экологичности транспортного потока города, обоснована типизация магистралей города в зависимости от сезонного и суточного изменения структуры и интенсивности движения.

Методика разработана ООО "Фирма "Интеграл-Софт" по заказу Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности г. Санкт-Петербурга на основании государственного контракта N 231 от 15.06.2011. При разработке методики использовались данные, приведенные в отчете Научно-исследовательского института охраны атмосферного воздуха (ФГУП "НИИ Атмосфера") по государственному контракту N 250 от 02.04.2007, и актуализированных данных, приведенных в отчете ОАО "НИИ Атмосфера" по государственному контракту N 195 от 19.04.2010.

1. Введение

Методика разработана с учетом положений Федерального закона от 04.05.1999 N 96-ФЗ "Об охране атмосферного воздуха", Закона Санкт-Петербурга от 17.04.2006 N 155-21 "Об экологическом мониторинге на территории Санкт-Петербурга", постановления Правительства Санкт-Петербурга от 19.06.2007 N 688 "О мерах по реализации Закона Санкт-Петербурга "Об экологическом мониторинге на территории Санкт-Петербурга" и о внесении изменений в постановление Правительства Санкт-Петербурга от 06.04.2004 N 530", постановления Правительства Санкт-Петербурга от 25.12.2007 N 1662 "Об Экологической политике Санкт-Петербурга на 2008 - 2012 годы".

При выполнении данной работы использовались: Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов. СПб., 1999; Методическое пособие по выполнению сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий и автотранспорта города (региона) и их применению при нормировании выбросов. СПб., 1999, утвержденные к применению на территории РФ в установленном порядке; Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга СПб., 2005.

Основной целью данной методики является разработка принципов расчета годовых выбросов автотранспортных потоков на автомагистралях Санкт-Петербурга на основе уточненных показателей экологичности автотранспортного потока города, структуры и интенсивности движения.

2. Общие положения

Настоящая методика предназначена для оценки величин валовых годовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортными потоками на городских магистралях Санкт-Петербурга.

Полученные величины выбросов автотранспортных потоков на городских автомагистралях применяются при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха города выбросами промышленности и транспорта.

В качестве исходных данных для расчета выбросов автотранспорта в атмосферу используются результаты натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков с подразделением по основным категориям автотранспортных средств.

Расчеты валовых выбросов выполняются для следующих вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами автомобилей:

- оксид углерода (СО) - код 0337;

- оксиды азота NO x (в пересчете на диоксид азота) - код 0301;

- углеводороды (СН)*(1);

- сажа - код 0328;

- диоксид серы () - код 0330;

- формальдегид - код 1325;

- бенз(а)пирен - код 0703.

3. Требования к организации и проведению натурных обследований структуры
и интенсивности автотранспортных потоков

Для определения выбросов автотранспорта на городских автомагистралях и последующего их использования в качестве исходных данных при проведении расчетов загрязнения атмосферы проводится изучение особенностей распределения автотранспортных потоков (их состава и интенсивности) по городу и их изменений во времени (в течение суток, недели и года).

Территориальные различия состава и интенсивности транспортных потоков зависят от схемы планировки улично-дорожной сети, особенностей расположения промышленных предприятий, автохозяйств, бензозаправочных станций и станций техобслуживания в разных районах города.

Временные различия в значительной степени связаны с режимом работы промышленных предприятий и учреждений в разных районах города.

На основе изучения схемы улично-дорожной сети города, а также полученной в органах государственной инспекции безопасности дорожного движения (ГИБДД) и архитектурных управлениях информации о транспортной нагрузке составляется перечень основных автомагистралей (и их участков) с повышенной интенсивностью движения и перекрестков с высокой транспортной нагрузкой.

Выбранные автомагистрали (или их участки) и перекрестки наносятся на карту-схему города (с учетом масштаба карты). На этой карте фиксируются и перекрестки, на которых предполагается проведение дополнительных обследований.

Для определения характеристик автотранспортных потоков на выбранных участках улично-дорожной сети проводится учет проходящих автотранспортных средств в обоих направлениях с подразделением по следующим группам:

I - легковые автомобили, отдельно, "отечественные" (Ло) (ВАЗ, ИЖ, ГАЗ, УАЗ, АЗЛК, ОКА, ЗАЗ) и "зарубежные" (Лз), - производства заводов дальнего зарубежья (в том числе, производимых на территории РФ по лицензии заводов стран дальнего зарубежья).

II - микроавтобусы (МА) и автофургоны (АФ), отечественного (ГАЗЕЛЬ, УАЗ, РАФ) и зарубежного производства.

III - автобусы бензиновые (АК) (ПАЗ, ЛИАЗ, ЛАЗ, ГАЗ).

IV - автобусы дизельные (АД).

V - грузовые бензиновые свыше 3,5 т (включая, работающие на сжиженном нефтяном газе) (ГАЗ, ЗИЛ, УралАЗ) (ГК>3,5).

VI - грузовые дизельные до 12 т отечественного (КамАЗ, МАЗ, УралАЗ, ЗИЛ-133Г) и зарубежного производства (ГД<12).

VII - грузовые дизельные свыше 12 т отечественного (МАЗ, КрАЗ) и зарубежного производства (ГД>12).

Подсчет проходящих по данному участку автомагистрали транспортных средств проводится в течение 20 минут каждого часа. При высокой интенсивности движения (более 2-3 тыс. автомашин в час) подсчет проходящих автотранспортных средств проводится синхронно раздельно по каждому направлению движения (а при недостаточности числа наблюдателей первые 20 минут - в одном направлении; следующие 20 минут - в противоположном направлении).

Для выявления максимальной транспортной нагрузки наблюдения выполняются в часы "пик". Для радиальных автомагистралей отмечается максимум в 18 часов, для центральных и транзитных магистралей в 15 часов.

Натурные обследования состава и интенсивности движущегося автотранспортного потока проводятся не менее 4-6 раз в часы "пик" на каждой автомагистрали.

Результаты натурных обследований структуры и интенсивности движущегося автотранспортного потока заносятся в полевой журнал по форме, приведенной в табл.3.1.

Таблица 3.1*(2)

Полевой журнал
обследования характеристик движущегося автотранспортного потока

Наименование улицы Гражданский пр.;

Направление движения к Северному пр.;

Этажность прилегающих зданий 5-9 эт.;

Ширина проезжей части (м) 10; Количество полос 4;

Дата	Время	Число автомобилей по группам
		Л		ПС		АК	ГД		АД	Скорость движения потока, км/ч
		Ло	Лз	МА, АФ	ГК>3,5		ГД<12	ГД>12
										Легковые	Грузовые	Автобусы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
03.10.2005	10.00-10.20	640	380	60	15	10	6	1	12	60	40	40

На каждой автомагистрали (или ее участке) фиксируются следующие параметры:

- ширина проезжей части (в метрах);

- количество полос движения в каждом направлении;

- протяженность выбранного участка автомагистрали (в км) с указанием названий улиц, ограничивающих данную автомагистраль (или ее участок);

- средняя скорость автотранспортного потока с подразделением на три основные категории: легковые, грузовые и автобусы (в км/час) (определяется по показаниям спидометра автомобиля, движущегося в автотранспортном потоке, или любым другим доступным способом).

На обследуемом перекрестке фиксируются следующие параметры:

- ширина проезжей части (в метрах);

- количество полос движения в каждом направлении;

К полевым журналам по форме таблицы 3.1 прилагаются схемы расположения обследуемых автомагистралей.

4. Расчет годовых валовых выбросов загрязняющих веществ от передвижных
источников на автомагистралях Санкт-Петербурга

Вне зависимости от характера движения любой валовый выброс i-го загрязняющего вещества от автотранспортного потока за календарный год рассчитывается по формуле:

,

(4.1)

- валовый выброс i-го загрязняющего вещества автотранспортным потоком за будние дни календарного года;

- валовый выброс i-го загрязняющего вещества автотранспортным потоком за выходные дни календарного года.

Валовый выброс i-го загрязняющего вещества автотранспортным потоком за будние дни календарного года рассчитывается по формуле:

,

(4.2)

где: - коэффициент 0.0036 соответствует пересчету из г/с в т/год;

- количество календарных будних дней в расчетном летнем сезоне расчетного года;

- значение максимального разового выброса за k-й час, рассчитанного по соответствующим значениям интенсивности и скорости движения в будние дни за условно летний период (май-октябрь) расчетного года по методике (8);

- количество календарных будних дней в зимнем сезоне расчетного года;

- значение максимального разового выброса за k-й час, рассчитанного по соответствующим значениям интенсивности и скорости движения в будние дни за условно зимний период (ноябрь-апрель) расчетного года по методике (8).

Валовый выброс i-го загрязняющего вещества на автомагистрали автотранспортным потоком за выходные дни календарного года рассчитывается по формуле:

,

(4.3)

где: - коэффициент 0.0036 соответствует пересчету из г/с в т/год;

- количество календарных выходных дней в расчетном летнем сезоне расчетного года;

- значение максимального разового выброса за k-й час, рассчитанного по соответствующим значениям интенсивности и скорости движения в выходные дни за условно летний период (май-октябрь) расчетного года по методике (8);

- количество календарных выходных дней в зимнем сезоне расчетного года;

- значение максимального разового выброса за k-й час, рассчитанного по соответствующим значениям интенсивности и скорости движения в выходные дни за условно зимний период (ноябрь-апрель) расчетного года по методике (8).

По результатам натурных наблюдений для каждого обследованного участка дорожно-транспортной сети Санкт-Петербурга определяется суточный ход интенсивности движения. В зависимости от вида этого суточного хода соответствующий участок может быть отнесен к одному из следующих типов магистрали: центральная, транзитная, радиальная. Для каждого из типов далее определяется средний суточный ход (по часам суток) интенсивности движения, выраженный в виде коэффициента пересчета, равного отношению интенсивности за данный час к максимальной интенсивности за сутки. Этот коэффициент пересчета отражает, таким образом, вид нестационарности дорожного движения для рассматриваемого типа автомагистрали. Полученные таким образом графики изменения коэффициентов пересчета для будних и выходных дней представлены на Рис 4.1 и в табл.4.2.

Рис 4.1 Типичный суточный ход интенсивности движения транспортных
средств на автомагистралях Санкт-Петербурга

Таблица 4.2 Коэффициенты пересчета, учитывающие суточную
нестационарность интенсивности движения автотранспортного потока
для трех типов автомагистралей

	Центральные		Транзитные		Радиальные
Время	Будни	Выходные	Будни	Выходные	Будни	Выходные
0:00	0,20	0,26	0,32	0,23	0,25	0,28
1:00	0,13	0,20	0,20	0,16	0,16	0,20
2:00	0,07	0,13	0,12	0,11	0,11	0,13
3:00	0,05	0,10	0,12	0,08	0,07	0,10
4:00	0,04	0,08	0,09	0,07	0,06	0,08
5:00	0,06	0,08	0,15	0,07	0,09	0,08
6:00	0,13	0,09	0,35	0,10	0,22	0,14
7:00	0,41	0,15	0,68	0,15	0,58	0,26
8:00	0,87	0,26	0,89	0,22	0,96	0,41
9:00	0,96	0,34	0,92	0,26	0,99	0,50
10:00	0,96	0,41	0,92	0,31	0,95	0,55
11:00	0,94	0,47	0,92	0,39	0,91	0,60
12:00	0,94	0,55	0,91	0,45	0,94	0,69
13:00	0,94	0,59	0,92	0,52	0,93	0,73
14:00	0,98	0,62	0,95	0,56	0,90	0,72
15:00	1,00	0,64	0,95	0,55	0,87	0,72
16:00	0,96	0,63	0,96	0,56	0,88	0,72
17:00	0,94	0,61	0,99	0,52	0,98	0,69
18:00	0,94	0,58	1,00	0,48	1,00	0,67
19:00	0,83	0,52	0,92	0,44	0,94	0,60
20:00	0,70	0,47	0,84	0,40	0,80	0,53
21:00	0,58	0,42	0,74	0,35	0,64	0,47
22:00	0,45	0,35	0,61	0,29	0,51	0,38
23:00	0,34	0,28	0,48	0,24	0,39	0,31

На основании натурных обследований автомагистралей Санкт-Петербурга было получено также, что изменение интенсивности движения в зимний период (ноябрь-апрель) по сравнению с его интенсивностью в летний период (май-октябрь) с достаточной степенью точности может быть описано значением сезонного коэффициента, равным 0,8 вне зависимости от типа автомагистрали.

На основании формул (4.1) - (4.3) для каждого из трех вышеупомянутых типов автомагистралей и всех рассматриваемых веществ были вычислены значения (т/год) суммарного годового выброса по значениям максимальных разовых выбросов за каждый час. Отношения

,

где - максимальный разовый выброс (г/с) дают для каждого из трех типов автомагистралей величину коэффициента перехода от максимально-разовых к годовым выбросам.

Таким образом, для всех автомагистралей Санкт-Петербурга может быть применена следующая общая формула

,

(4.4)

где: - безразмерный коэффициент пересчета максимального разового выброса в г/с в суммарный годовой выброс в т/г в зависимости от типа автомагистрали. Значения приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Значения для автомагистралей разного типа

	Тип автомагистрали	Значение
1 тип	Центральная	13,5
2 тип	Транзитная	13,0
3 тип	Радиальная	15,0

Коэффициент , полученный на основе обработки результатов наблюдений за интенсивностью автотранспортных потоков на автомагистралях Санкт-Петербурга разных категорий, характеризует разную изменчивость суммарной интенсивности автотранспортных потоков.

5. Список литературы

1. Федеральный закон РФ "Об охране окружающей среды". М., 2002.

2. Федеральный закон "Об охране атмосферного воздуха". М., 1999.

3. Закон Санкт-Петербурга от 17.04.2006 N 155-21 "Об экологическом мониторинге на территории Санкт-Петербурга".

4. Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 19.06.2007 N 688 "О мерах по реализации Закона Санкт-Петербурга "Об экологическом мониторинге на территории Санкт-Петербурга" и о внесении изменений в постановление Правительства Санкт-Петербурга от 06.04.2004 N 530".

5. ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Основные термины и определения. М., Изд-во стандартов, 1977.

6. Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 25.12.2007 N 1662 "Об экологической политике Санкт-Петербурга на 2008 - 2012 годы".

7. Методическое пособие по выполнению сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий и автотранспорта города (региона) и их применению при нормировании выбросов. СПб., 1999.

8. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. СПб, 2005.

9. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов. СПб., 1999.

10. Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга. СПб., 2005.

11. Ложкин В.Н., Шкрабак B.С. Загрязнение атмосферы автомобильным транспортом. СПб., 2003.

_____________

*(1) - для автомобилей с бензиновыми двигателями при проведении расчетов загрязнения атмосферы используется ПДК бензина (код 2704); для автомобилей с дизельным двигателем - ОБУВ керосина (код 2732).

*(2) - в табл.3.1 дан пример