Lemur zaprasza
METODY WYKORZYSTYWANE
Metody wykorzystane do wykonania Mapy Akustycznej Miasta Krakowa możemy podzielić na dwie kategorie. Do pierwszej z nich zaliczymy metody pomiarowe, które posłużyły do oceny klimatu akustycznego Miasta Krakowa. W tym celu dokonano szeregu pomiarów terenowych hałasu drogowego, kolejowego, przemysłowego i komunalnego oraz lotniczego. Drugą grupę metod wykorzystanych do wykonania Planu Akustycznego możemy nazwać metodami komputerowymi. W ich skład wchodzą narzędzia i techniki umożliwiające akwizycje i przygotowanie danych, budowę modeli cyfrowych oraz przeprowadzenie obliczeń, a następnie ich przetworzenie według zdefiniowanych kryteriów i graficzną prezentację wyników. Do realizacji niniejszej pracy zastosowano kilka programów komputerowych. Najważniejsze z nich to: MicroStation, SoundPlan, INM oraz GRASS. Modelowanie numeryczne dla mapy akustycznej wykonano przy pomocy pakietu SoundPLAN. Integralną częścią takiego procesu modelowania jest wprowadzanie danych wejściowych, umożliwiających modelowanie źródeł hałasu. Mapa Akustyczna Krakowa została sporządzona w oparciu o numeryczny model terenu. Prace podzielono na trzy zasadnicze etapy. W pierwszym z nich mapę elektroniczną poddano wstępnemu przetworzeniu w programie MicroStation. W trakcie tego etapu prac dokonano podziału na poszczególne warstwy; grupując oddzielnie budynki w zależności od liczby kondygnacji oraz drogi w zależności od ich typu. Tak wstępnie przygotowane dane stały się elementem wejściowym do programu SoundPlan. Oprogramowanie to umożliwia kompleksową ocenę klimatu akustycznego w środowisku oraz przestrzeniach ograniczonych. Jednak aby było to możliwe musimy zdefiniować szereg parametrów wejściowych poczynając od geometrii układu - wzajemnego położenia źródeł i odbiorników oraz wszelkich przeszkód znajdujących się na drodze propagacji fali akustycznej zarówno naturalnych jak i sztucznych. W tej części pracy opracowano bazę ekranów akustycznych, a następnie wprowadzono ich parametry do programu SoundPlan. Drugim ważnym elementem jest określenie parametrów odbiorników i źródeł do których m.in. zaliczymy moc akustyczną lub poziom emisji, charakterystykę kierunkową oraz czaso - okres pracy danego źródła w zależności od pory dziennej i nocnej. Do modelu wprowadzono również liczbę pasów oraz ich szerokości oraz rodzaj nawierzchni. Aby poprawnie zdefiniować parametry źródeł opracowano bazy danych pojazdów samochodowych, kolejowych i tramwajowych jak również statków powietrznych. Następnie korzystając z wyników pomiarów opracowano modele akustyczne poszczególnych źródeł dźwięku. Kolejnym niezbędnym elementem w procesie modelowania jest wybór metody obliczeniowej w zależności od postawionego celu oraz parametrów symulacji komputerowej. Do wykonania Planu Akustycznego miasta Krakowa cały obszar znajdujący się w granicach administracyjnych miasta tj. 326,8 km2 podzielono na kwadraty o boku 15 metrów. Uzyskano w ten sposób siatkę około 2 mln. punktów. Tak duża ilość punktów przyjętych do symulacji komputerowej, nie była przypadkowa i wynikała z kompromisu pomiędzy jakością i czasem potrzebnym na wykonanie obliczeń. Obliczenia symulacyjne przeprowadzono w programie SoundPlan dla 18 dzielnic Krakowa. Stan istniejący oceniano zarówno dla pory dziennej jak również dla pory nocnej, z uwzględnieniem hałasu: samochodowego, kolejowego i tramwajowego. Rozkłady poziomów hałasu - równoważnego poziomu dźwięku A wykreślono na wysokości 1,5 metra nad poziomem terenu. Wyniki w postaci graficznej przedstawiono na kolejnych mapach zawartych w części 2 niniejszego opracowania Do wyznaczenia hałasu lotniczego wykorzystano program INM. Wyniki obliczeń zamieszczono na kolejnych mapach w części 2 opracowania. Otrzymane wyniki w postaci wektorowej zostały wyeksportowane do programu GRASS należącego do Systemów Informacji Przestrzennej - SIP. W wyniku przeprowadzonych symulacji komputerowych oraz analizy stanu istniejącego otrzymano bardzo dużą zgodność wyników pomiarowych z wynikami prognozowanymi. Niewielkie rozbieżności wynikają z kilku czynników. Zaliczyć do nich należy: brak uwzględnienia modelu przestrzennego terenu, sygnalizacji świetlnej oraz płynności ruchu drogowego - "korków drogowych". Podstawą do wyznaczania parametrów akustycznych źródeł hałasu kształtujących klimat akustyczny na terenie Krakowa były wyniki pomiarowe zawarte w pracy "Przygotowanie danych wejściowych do wykonania mapy akustycznej Krakowa" . Wyniki te umożliwiają wyznaczenie podstawowych parametrów akustycznych, oddzielnie dla wszystkich wyróżnionych źródeł hałasu, tj.: l Hałas komunikacyjny, - drogowy i tramwajowy, - kolejowego, - lotniczego l l Hałas komunalny i przemysłowy. Niezależnie rezultaty te są także użyteczne w procesie weryfikacji przyjętych modeli obliczeniowych, zwłaszcza hałasu drogowego, w poszczególnych dzielnicach Krakowa. Szczególnie ważne w procesie modelowania hałasu drogowego była identyfikacja i klasyfikacja dróg, jako źródeł hałasu oraz ekstrapolacja uzyskanych rezultatów pomiarowych, na odcinki dróg nie objętych pomiarami. l Takie podejście jest zdecydowanie korzystniejsze i pozwala na otrzymanie wyników bardziej zgodnych z danymi pomiarowymi, niż podejście "czysto" obliczeniowe. Wówczas bowiem zachodzi konieczność wprowadzenia jako danych wejściowych szereg trudnych do określenia w warunkach rzeczywistych parametrów określających m.in. rodzaj i stan techniczny pojazdów, rodzaj i stan techniczny nawierzchni dróg, topografię terenu itp. Jakkolwiek dane takie znajdują się w bazach danych profesjonalnych programów obliczeniowych, to z uwagi na to że są to na ogół programy "zachodnie" ( najczęściej niemieckie, francuskie oraz duńskie ), wartości niektórych parametrów dość zasadniczo odbiegają od wartości spotykanych w warunkach polskich. Prowadzić to może do dużych błędów obliczeń. Z uwagi na to, że do realizacji niniejszej pracy również korzystano z takiego programu, jako dane wejściowe do obliczeń hałasu drogowego przyjęto wyniki pomiarowe Hałas drogowy Pomiary hałasu drogowego objęły wszystkie główne ciągi komunikacyjne wzdłuż odcinków charakterystycznych pod względem zabudowy, rodzaju (geometrii) i funkcji drogi a także składu strumienia pojazdów. Dla wyróżnionego odcinka wykonano po jednym przekroju pomiarowym w odległościach 10 i 25 m. od skraju jezdni. Punkt w odległości 25 m jest punktem referencyjnym w ocenie źródła hałasu. We wszystkich punktach danego przekroju pomiary wykonywano jednocześnie. Mierzono: l Poziomy dźwięku A: LAeq, LAmin, LAmax - czas pomiaru 10 min w ciągu dnia oraz 15 do 20 min w ciągu nocy. Przy określaniu długości odcinka czasowego przyjęto zasadę; im mniejsze natężenie ruchu, tym dłuższy czas pomiaru. l l Natężenie i skład strumienia pojazdów z rozbiciem na pojazdy lekkie ( osobowe, dostaw-cze), ciężkie ( ciężarowe, autobusy), tramwaje, motocykle.l lPonadto dołączono informacje uzupełniające: - Datę i godzinę pomiaru, warunki meteorologiczne - Charakterystykę miejsca pomiaru ( rodzaj drogi, np. wylotowa, osiedlowa, itp. liczba pasów jezdni, rodzaj nawierzchni, rodzaj zabudowy i ukształtowanie terenu, itp.) l l Punkty pomiarowe lokalizowano w miejscach, gdzie można pominąć wpływ zakłóceń od innych źródeł hałasu. Pomiary wykonywano w miesiącach lipiec - październik 2001 r. Wszystkie drogi na terenie Krakowa zakwalifikowano do 8 kategorii, istotnych z punktu widzenia drogi jako źródła hałasu. Drogi te oznaczono jak poniżej: l
Pomiary hałasu kolejowego realizowano wzdłuż szlaków kolejowych przebiegających przez poszczególne dzielnice Krakowa. W wyniku przeprowadzonych pomiarów, wyznaczono średnie wartości poziomów ekspozycyjnych hałasu pochodzących od pojedynczych przejazdów pociągów, podzielonych na następujące kategorie: l Pociągi osobowe podmiejskie,l l Pociągi dalekobieżne ( w tym ekspresy i IC),l l Pociągi towarowe ,
Hałas
Na etapie gromadzenia danych oraz tworzenia bazy danych wejściowych do obliczeń rozkładu hałasu lotniczego w każdym z wytypowanych punktów pomiarowych mierzono hałas pochodzący od przelatujących samolotów (poziom SEL). Uzyskane rezultaty, po uwzględnieniu rzeczywistej liczby operacji lotniczych, były podstawą do wyliczenia poziomów równoważnych odpowiednio dla pory dziennej i nocnej. l Hałas
l Ocenę hałaśliwości poszczególnych obiektów oraz ich kwalifikację po względem konieczności uwzględniania w planie akustycznym miasta. l l Określenie zasięgu hałasu w odniesieniu do istniejącego tła akustycznego od innych źródeł kształtujących klimat akustyczny w otoczeniu danego zakładu ( obiektu komunalnego). W każdym punkcie pomiarowym mierzono tło akustyczne oraz uwzględniono jego wpływ na wynik pomiaru. Mierzono poziomy LAmax, LAmin, LAeq oraz w przypadku zdarzeń przejściowych LAe. l |