Міністерство освіти та науки України
Національний університет водного господарства таприродокористування
Кафедра екології
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання курсової роботи з курсу “Екологія
міських систем ” студентами напряму 6.040106
“Екологія, охорона навколишнього середовища
та збалансоване природокористування"
денної та заочної форм навчання
(Частина 1)
Затверджено методичною
комісією напряму6.040106
“Екологія,охорона навколишнього середовища та
збалансоване природокористування”
Протокол №9
від 27 червня 2008р.
Рівне 2008
Методичні вказівкидо виконання курсової роботи з дисципліни “Екологія міських систем” студентами напряму6.040106 “Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансованеприродокористування ” денної та заочної форм навчання (Частина 1). Мороз О.С., ХомичН.Р., — Рівне: НУВГП, 2008р. — 20 с.
Упорядники: МорозО.С., канд. с. — г. наук, доцент. Хомич Н.Р., асистент.
Відповідальний завипуск — Клименко М.О., доктор с.-г. наук, професор, завідувач кафедри екології.
Зміст
Вступ
1. Просторово-морфологічні характеристики міста
2. Оцінка системи міста
2.1 Оцінка розвитку міста у просторі
2.2 Стійкість міських ландшафтів до антропогенноїтрансформації
2.3 Загальна оцінка людського потенціалу
3. Оцінка впливу антропогенних чинників на місто
3.1 Оцінка кількості автотранспорту
3.2 Визначення потенціалусамоочищення атмосфери
3.3 Районування території міста за ступенем забруднення
3.4 Оцінка шумового забруднення
Література
Додатки
Додаток 1. Значення адитивних коефіцієнтів
Додаток 2. Питомі викиди шкідливих речовин
Додаток 3. Коефіцієнт впливу певного типу автомобіля
Додаток 4. Рівень технічного стану автомобілів
Додаток 5. Витрати палива дляавтомобілів
Додаток 6. Характеристика погодних умов
Додаток 7. Шкала забруднення міської території
Додаток 8. Допустимі рівні шуму
Вступ
Що являє собоюмісто? Передусім, місто уже на початку свого існування являло собою факт концентраціїнаселення знарядь виробництва, капіталу, тоді як для села характерним і дониніє протилежне — ізольованість і роз‘єднаність. Необхідно навести загальні даніпро сучасний стан міст України. Висвітити інформацію про стан атмосферногоповітря, водних ресурсів, загальний стан середовища міста.
1. Просторово-морфологічніхарактеристики міста
В даному розділікурсової роботи, необхідно надати повну інформацію про такі характеристикиміста, як: територія, населення, щільність забудови, озеленення, інженернаінфраструктура.
Територія.
Провести детальнийаналіз природно — ландшафтних і соціально — економічних умов території міста. Провестианаліз відкритості території. Зробити прив’язку до території яка зображена напланшеті згідно варіанту. З довідкових джерел необхідно навести загальну площуміста в гектарах.
Населення.
Місто надаєбільшості проживаючих тут різні можливості для отримання освіти таперекваліфікації, причому чим більше населення міста тим більшою кількістюможливостей перекваліфікації воно володіє. У даному підрозділі необхідноохарактеризувати населення міста, а саме: надати інформацію про загальнукількість населення міста, зайнятість населення по галузям промисловості таміського господарства.
Озеленення.
В даномупідрозділі необхідно надати інформацію про роль рослинного світу в системіміста та житті міського населення.
Описати флорутериторії міста, які рослини та дерева переважають на території міста в цілому.Окремо подати інформацію по території яка показана на планшеті. Інформаціюбажано подати в табличній формі.
Інженернаінфраструктура.
Необхіднорозписати інфраструктуру автошляхів міста, які типи автошляхів переважають вмісті. Подати інформацію про залізничний транспорт.
2. Оцінка системи міста2.1 Оцінка розвитку міста у просторі
Урбанізованіландшафти визначають основні риси обличчя міста. Вони складаються з зон: парки,водойми, об’єкти КЗЗ, житлова забудова міста, загальноміський центр, промислово- складські зони, промислові зони зони.
Таблиця 2.1. Зонуванняміста№ Назва зони Площа зони, (га) 1…
Необхідно знайтина планшеті дані типи зонального розподілу міста, підрахувати їх площу вгектарах згідно масштабу. Дані занести до таблиці 2.12.2 Стійкість міських ландшафтів доантропогенної трансформації
Розглядаючиландшафт, варто зупинитися на використанні цього терміна в минулому і втеперішній час, оскільки часто він несе неоднакове смислове на вантаження. Одниміз критеріїв, що визначають регіонально — екологічну стійкість території площеюS, служить показник геодинамічного потенціалу Gг, що характеризуєступінь схильності освоюваної території до деградаційних процесів івизначається відношенням Sу/S (де Sу — площа територіїураженої несприятливими екологічними процесами).
Визначити задопомогою вихідних даних геопотенціальну стійкість території міста за формулою:
/> (2.1)
де ka — адитивні коефіцієнти, які визначені методом нормуючої функції (Додаток 1).
За отриманимрезультатом та при допомозі таблиці 2.2, можемо провести класифікацію стійкостіурбоекосистеми міста.
Таблиця 2.2. Оцінкастійкості урбоекосистеми№ з/п Тип використання території
ka
Sу
Sу/S W Клас
Градації
стійкості 1 Парки, водойми, об’єкти КЗЗ 1 2 Житлова забудова міста 0,5 3 Загальноміський центр 0,25 4 Промислово — складська забудова 0,125 5 Промислові зони 0,0625
Таблиця 2.3. Класифікаціястійкості урбоекосистемиКлас урбоекосистеми Градації стійкості стійка в цілому стійка в малому нестійка в цілому Керований замкнутий 0,9 1,0 - Некерований замкнутий 0,6 0,8 0,1 Керований відкритий 0,4 0,5 - Некерований відкритий - 0,2
По отриманимрезультатам робимо відповідний висновок, що до стійкості урбоекосистеми міста.
2.3 Загальна оцінка людськогопотенціалу
Для ефективноїпросторової організації регіональних систем важливо систематизувати інформаціюпро наявний потенціал регіону. Постає вимога опрацювати теоретичні і методичнізасади оцінки потенціалу простору. Дослідження окремих складових ресурсногопотенціалу та його оцінки ведуть Л. Гринів, Г. Гуцуляк, І. Горленко, М. Ігнатенко,О. Літовка, Е, Новиков, А. Маринич, В. Руденко. Широкого поширення у науцінабули поняття економічний, трудовий, природно — ресурсний, виробничий,рекреаційний, науково — технічний, духовний, аграрний, політичний,інформаційний і т.д. потенціали.
Дослідження моделіПРОГРЕС передбачає: заповнення простору інформацією, структуризаціюмістобудівних задач у просторі, виявлення внутрішніх та зовнішніх диспропорційі суперечностей у просторі, виявлення кількісних залежностей міжхарактеристиками простору, окреслення просторових значень, тобто незміннихзначень, які суттєво впливають на ефективність системи.
Людський вимір єузагальненою змінною містобудівного (регіонального) простору.
Населення можебути структуризованим за різними ознаками, щодо: статі, віку, кваліфікації,інших параметрів. Для будь — якої категорії людей характерні кількісніпоказники.
Це, зокрема,кількість людей, що проживає на території, якісні характеристики-духовність,освіченість, використання — зайнятість, професійна структура.
У даному підрозділікурсової роботи пропонується користуючись вихідними даними, проаналізуватиосновні складові потенціалу міста та області (регіону).
Людський потенціалL кількісно можна охарактеризувати чисельністю населення в місті (області,регіоні) Nн, кількістю працездатних людей Nпр.
Якісний складнаселення можна оцінювати освітнім рівнем, тобто відношенням людей з різнимрівнем освіти до загальної кількості людей:
/> (2.2)
де Р — освітнійрівень населення, ai — коефіцієнт вагомості певного освітньогорівня, Niн — кількість людей, що мають певний освітнійрівень.
Далі пропонуєтьсярозглянути найбільш важливе для оцінки просторового потенціалу поєднанняпросторових характеристик. В абсолютних одиницях це буде кількість людей Nфі,зайнятих у певній складовій певної галузі міста (області, регіону). Сума ∑Nфі / Nпр означає кількість працюючих людей. У відносномувираженні маємо структуру зайнятості населення:
/> />; (2.3)
де і — відповідно,частка людей, зайнятих в певній сфері діяльності, та частка непрацюючих людей.
Дані, що наведенівище становлять методологічну основу для створення моделі розвитку потенціалуміста (області, регіону). Наступним кроком у розрахунках по даному підрозділупропонується користуючись вихідними даними провести аналіз розвитку людськоговиміру у Вашому місті.
Людський вимірхарактеризується кількістю населення Nн та його якіснимивластивостями, (Таблиця 2.3).
Таблиця 2.4. Основніхарактеристики людського виміруПоказники Значення Чисельність населення, тис. осіб
Віковий склад населення:
молодше від працездатного
працездатне
старше від працездатного
Зайнятість по галузям:
сільське господарство
нефункціональна сфера
промисловість
До якісниххарактеристик віднесемо якість демографічної ситуації, освіченість і прирістнаселення. Освіченість можна виразити формулою:
/> (2.4)
де Θо — рівень освіченості, Ni — кількість населення певного освітньогорівня (ВНЗ, ЗОШ, ПТУ), λi — коефіцієнт вагомості освітньогорівня (ВНЗ — λi — 0,5, ЗОШ — λi — 0,5, ПТУ — λi — 1).
Якістьдемографічної структури населення можна охарактеризувати за віковими групами (0- 18 років, 18 — 60 років, 60 і більше) за формулою:
/> (2.5)
де Θд. с. — якість демографічної структури, Ni, λi — кількість населення певної вікової групи та її вагомий коефіцієнт. Вагомийкоефіцієнт певної вікової групи становить: 0 — 18 років — λi — 0,3, 18 — 60 років — λi — 0,5 та 60 і більше — λi — 0,2.
Значення приростунаселення задано у вихідних даних до курсової роботи, згідно варіанту. Звідсиузагальнений середній показник якості людського виміру міста (області, регіону)можна виразити формулою:
/> (2.6)
Як результат,оптимальні умови розвитку людського виміру будуть спостерігатися при ΘL= 1. При значенні ΘL
При оцінцівикористання наявного людського потенціалу в області, першим показником, якийпропонується визначити у курсовій роботі є показник зайнятості населення урізних сферах господарства (у нашому випадку це сільське господарство танефункціональна сфера). Показник якості зайнятого населення визначаємо поформулі:
/> (2.7)
де N1 — кількість населення що зайнята у сільському господарстві, для якого λi — 0,4. N2 — кількість населення що зайнята у не функціональній сфері(робота яка не передбачає випуску готової продукції), для якої λi — 0,6. Nпр. н. — кількість працездатного населення (згідно варіанту).
Після цього, визначаємовикористання наявного людського потенціалу за формулою:
/> (2.8)
де ηL — коефіцієнтвикористання населення, Nпр. та Nпр. н. — відповідно, кількістьзайнятого у відповідній сфері населення та кількість працездатного населення. Nпр.= N2. За наявними даними та результатами оцінки, пропонуєтьсязаповнити узагальнену карту використання потенціалу міста, таблиця 2.4
Таблиця 2.4. Використанняпотенціалу містаПоказник Значення Ранг проблеми Чисельність населення, тис. осіб -
Людський вимір:
Θо
Θд. с.
Θпр. Продовження таблиці 2.4
Зайнятість в основних галузях:
сільське господарство
нефункціональна сфера
промисловість
3. Оцінка впливу антропогеннихчинників на місто3.1 Оцінка кількості автотранспорту
Метоюзапропонованої методики є отримання інформації про викиди шкідливих речовин автотранспортому територіальному розрізі. В основу методики розрахунку викидів шкідливихречовин автотранспортом закладено середній питомий викид по автомобілях окремихгруп з урахуванням використаного палива: вантажні та нелегкові з бензиновимДВЗ, а також які працюють на зрідженому газу, вантажні та нелегкові спеціальнідизельні, автобуси з бензиновими ДВЗ, а також які працюють на зрідженому газі,автобуси дизельні, легкові, службові та спеціальні, легкові індивідуальногокористування та легкові які належать приватним підприємцям.
В загальномуобсязі шкідливих викидів враховуються тільки три основних шкідливих речовини: окисвуглецю (СО), вуглеводні (СН) та окисли азоту (NO).
Питомі викиди цихречовин наведені в додатку 2.
Викид шкідливихречовин коригується в залежності від технічного стану автомобілів та їхсереднього строку перебування в експлуатації.
Для кожноїпідгрупи автомобілів маса викинутої шкідливої речовини визначається по формулі:
/> (3.1)
де: М — масашкідливої речовини викинутої за розрахунковий період (розрахунковий періодстановить один рік), m — питомий викид шкідливої речовини автомобілем даноїгрупи з певним двигуном (Додаток 2), Z — пробіг автомобіля даної груп з певнимдвигуном, Пк = Кв *Кт, де Кв — коефіцієнт впливу певного типу автомобіля (Додаток 3), Кт — коефіцієнт впливу технічного стану (Додаток 4).
Розрахунок пробігуавтомобілями проводиться за формулою:
/> (3.2)
де: В — витрати паливаавтомобілів за розрахунковий період тис. т. (Додаток 5), (розрахунковий період — 1 рік). Питомі викиди шкідливих речовин в атмосферу на 1 км пробігу для всіхгруп автомобілів (Додаток 2). Дані розрахунку заносяться до таблиці 3.1
Ступіньзабрудненості повітря автотранспортом залежить не тільки від інтенсивностіруху, кількості та характеру викидів, а й від типу забудови, рельєфумісцевості, напряму вітру, вологості і температури повітря. Ступінь впливуавтотранспорту на навколишнє середовище розраховуємо за формулою:
/> (3.3)
де: А — фоновезабруднення атмосферного повітря (0,5 мг/м3), N — сумарнаінтенсивність руху автомобілів за одну годину, Кв, — коефіцієнтвпливу певного типу автотранспорту (Додаток 3), КА, — коефіцієнт, щовраховує аерацію місцевості (Таблиця 3.2).
Таблиця 3.2. Значеннякоефіцієнту КА№ Тип місцевості
Значення КА 1 Транспортні тоннелі 2,7 2 Транспортні галереї 1,5 3 Магістральні вулиці багатоповерхова забудова) 1,0 4 Вулиці з одноповерховою забудовою 0,6 5 Дороги з одноповерховою забудовою 0,4 6 Естакади 0,4 7 Пішохідні тоннелі 0,3
КН, — коефіцієнт,що враховує швидкість вітру (Таблиця 3.3).
Таблиця 3.3. Значеннякоефіцієнту КН№ Швидкість вітру, м/с
Значення КН 1 1 2,70 2 2 2,00 3 3 1,50 4 4 1, 20 5 5 1,05 6 6 1,00
КУ — коефіцієнт,що враховує ухил місцевості (Таблиця 3.4).
Таблиця 3.4. Значеннякоефіцієнта КУ№ Повздовжній ухил, град.
Значення КУ 1 1,00 2 2 1,06 3 4 1,07 4 6 1,18 5 8 1,55
Кв — коефіцієнт, що враховує вологість повітря (Таблиця 3.5)
Таблиця 3.1. Викидшкідливих речовин автотранспортомТип автомобілю Викид окису вуглецю Викид вуглеводнів Викид окислів азоту Пробіг автомобілів км/рік Питомий викид на 1 км
Пв Річний викид т/рік Пробіг автомобілів км/рік Питомий викид на 1 км
Пк Річний викид т/рік Пробіг автомобілів км/рік Питомий викид на 1 км
Пк Річний викид т/рік
Вантажні, нелегкові
Вантажні, нелегкові
спеціальні
Автобуси
Легкові, службові
спеціальні
Легкові
індивідуального
користування
Таблиця 3.5. Значеннякоефіцієнта КВ№ Відносна вологість,%
Значення КВ 1 100 1,45 3 90 1,30 4 80 1,15 5 70 1,00 6 60 0,85 7 50 0,75 8 40 0,60
Кn — коефіцієнт,що залежить від типу перехресть (Таблиця 3.6)
Таблиця 3.6. Значеннякоефіцієнту Кn№ Тип перехрестя Значення коефіцієнту Кn 1 Регульоване світлофорами 1,8 2 Нерегульоване 2,1 3 Саморегульоване 2,0 4 Кільцеве 2,2 5 З низькою швидкістю 1,9 3.2 Визначення потенціалусамоочищення атмосфери
Оскільки природнанезмінена рослинність у межах урбоекосистеми відсутня, то доцільно визначатипотенціал самоочищення для компонентів ПТК.
Основним критеріємсамоочищення атмосфери є числове значення метеорологічного потенціалусамоочищення атмосфери (МПСОА). Цей показник розраховується за формулою:
/> (3.4)
де: К — числовезначення МПСОА, Т — кількість днів з туманами (Додаток 6), О — кількість днів зопадами (Додаток 6), В1 — кількість днів з швидкістю вітру 0 — 1 м/с(Додаток 6), В2 — кількість днів з швидкістю вітру > 6 м/с (Додаток6). Згідно варіанту, з таблиці додатку 6 необхідно вибрати значення показниківпідставити у формулу та розрахувати числове значення МПСОА. Дані розрахунківзаносяться до таблиці 3.7.
Таблиця3.7. Розрахунок значення метеорологічного потенціалу самоочищення атмосфери№ Показники Значення 1 Кількість днів з туманами 2 Швидкість вітру 0 — 1 м/c 3 Швидкість вітру > 6 м/с 4 Кількість днів з опадами 5 МПСОА 3.3 Районування території міста за ступенемзабруднення
Як в урбоекологіїтак і в екології міських систем не існує єдиного підходу до визначеннямасштабів забруднення міського середовища. Для умов міста найбільш прийнятноюметодикою є запропонований В.Г. Гмошинським (1977) комплексний коефіцієнтзабруднення. Його і необхідно розрахувати в даній роботі. Порядок виконанняроботи наступний:
Користуючисьпланшетом на якому зображене місто, розбити його на квадрати (0,5км. />0,5 км).
2. Визначитиосновні фактори — забруднювачі у кожному квадраті (підприємства, заводи,фабрики).
Користуючисьзалежністю />, визначити відношенняплощі забруднення до площі квадрату.
Згідно рівняння:
/> (3.5)
де G2 (f)= />, де в свою чергу S1 — площа, яка потрапила під вплив забруднення, S — площа території (площаквадрату) підрахувати ступінь забруднення.
Користуючисьградацією рівня забруднення (Додаток 7) визначити рівень забрудненняурбоекосистеми по кожному квадрату, та занести дані до таблиці 3.8.
Таблиця 3.8. Визначеннякомплексного коефіцієнту забруднення№
Площа забруднення, S1
Значення Gзаг Рівень забруднення 3.4 Оцінка шумового забруднення
Згідно з діючим вУкраїні законодавством, рівень шуму, що створюється автотранспортом (акустичнахарактеристика) визначається шумометром на відстані 7 м від першої (ближньої) розрахунковоїточки до смуги транспортного потоку. Дані по розрахунку заносимо до таблиці 3.9
Таблиця 3.9. Визначеннярівня шуму
VN
X1
X2
X3
V7 Норматив
Рівень шуму нанормативній відстані визначається за формулою:
/> (3.6)
де: N — інтенсивність руху автотранспорту авто/год, ∑n — сума поправок, яка враховуєвідхилення умов від типових. Поправки визначаються за формулою
/> (3.7)
де: XN, — поправкана співвідношення громадського та вантажного транспорту (1 — 5 дБ),XV, — поправка на відхилення швидкості руху (2 — 8дБ), XI, — поправка наухил автошляху (1,2 — 3,4), Xтр — поправка на рух трамваю вздовжвулиці (2 — 3 дБ).
Наступним шляхом єрозрахунок рівня шуму від автомагістралі, на відстані м. (8 — 14 м) за формулою:
/> (3.8)
Де: VN — рівень шуму від джерела на відстані дБ., V7 — рівень шуму відджерела дБ., X1 — зниження шуму внаслідок поширення звукових хвиль ватмосфері, X2 — зниження шуму під впливом земної поверхні, X3 — зниження шуму під впливом зелених насаджень, X4 — поглинаючийефект будівель (25 дБ).
/> (3.9)
де: PI — відстань від джерела шуму.
/> (3.10)
де: КN — коефіцієнтпоглинання шуму, який дорівнює для асфальту — 0,9, відкритого грунту — 1,газону — 1,1.
/> (3.11)
де: К3 — коефіцієнт зниження звукової енергії зеленими насадженнями, що становить — 1,2для смуги з двох рядів дерев з чагарником та шириною 6 м, 1,5 — для тієї жсмуги але шириною 7 м. Після виконання розрахунків отриманий результат по рівнюшуму необхідно порівняти з нормативними значеннями (Додаток 8).
Література
1. Габрель М.М. Просторова організація містобудівнихсистем / Інститут регіональних досліджень НАН України. — К.: Видавничий дім А.С.С.,2004. — 400 с.
2. Кучерявий В.О. Урбоекологія. — Львів: Світ, 1999. — 372 с.
3. Кучерявий В.О. Фітомеліорація. — Львів: Світ, 2003.- 539 с.
4. Мольчак Я.О., Клименко М.О., Фесюк В.О., ЗалеськийІ.І. Рівне: природа, господарство та екологічнч проблеми. Монографія. — Рівне: НУВГП,2008. — 314 с.
5. Солуха Б.В., Фукс Г.Б. Міська екологія. — К., 2003.-338с.
6. Экология города. Учебник / под ред. Стольберга Ф.В.- К.: Либра, 2000. — 400 с.
ДодаткиДодаток 1. Значення адитивнихкоефіцієнтівЗначення Тип використання території 1 Парки, водойми, обєкти КЗЗ 0,5 Житлова забудова міста 0,25 Загальноміський центр 0,125 Промислово — складська забудова 0,0625 Промислові зони
Додаток 2. Питомі викиди шкідливихречовинГрупи автомобілів Поточний рік СО СН
NOx Вантажні та нелегкові 49,60 10,70 6,5 Вантажні та нелегкові спеціальні 10,50 6,2 6,4 Автобуси 45,6 8,5 6,2 Легкові, службові та спеціальні 14,9 1,3 1,8 Легкові індивідуального користування 14,1 1,2 1,7
Додаток 3. Коефіцієнт впливу певноготипу автомобіля№ Тип автомобіля
Значення Кв 1 Вантажні та нелегкові 2,9 2 Вантажні та нелегкові спеціальні 0,2 3 Автобуси 3,7 4 Легкові, службові та спеціальні 1,5 5 Легкові індивідуального користування 1,0
Додаток 4. Рівень технічного стануавтомобілівГрупи автомобілів Поточний рік СО СН
NOx Вантажні та нелегкові 1,93 1,63 0,87 Вантажні та нелегкові спеціальні 1,99 1,86 0,81 Автобуси 1,92 1,64 0,9 Легкові, службові та спеціальні 1,71 1,59 0,79 Легкові індивідуального користування 1,71 1,59 0,70
Додаток 5. Витрати палива для автомобілів№ Тип автомобіля
Значення В,
тис. тонн 1 Вантажні та не легкові 5 2 Вантажні та не легкові спеціальні 3 3 Автобуси 4 4 Легкові, службові та спеціальні 7 5 Легкові індивідуального користування 7
Додаток 6. Характеристика погоднихумовПоказник Варіанти 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Т 50 20 20 40 25 70 10 20 50 40 О 10 15 10 5 5 10 15 5 10 15
В1 20 40 50 40 50 20 70 50 30 30
В2 5 35 20 20 50 40 20 40 40 20
Додаток 7. Шкала забруднення міськоїтериторіїПоказник Рівень забруднення 1,0 — 1,5 Середній 1,5 — 2,0 Високий 2,0 — 2,5 Підвищений
Додаток 8. Допустимі рівні шуму№ Характер території Допустимий рівень шуму, дБ День (з 7год. до 23 год) Ніч (з 23 год. до 7 год) 1 Селітебна зона 55 45 2 Рекреаційні зони 50 40 3 Санітарно — курортні зони 45 35 4 Заповідники 25 20 5 Житлові будинки 35 25