Киялбаев А.К., Байдаров Ж.М.

Казахская автомобильно-дорожная академия им. Л.Б.Гончарова

Теоретические предпосылки загрязненности воздуха в придорожной зоне автомобильных дорог

Пыль на городских улицах и дорогах появляется в результате выпадения ее частиц из воздуха, смыва водой во время дождя и таяния снега частиц грунта с газонов и других озелеленных территорий, прилегаюих к улицам, заноса грязи колесами автомобилей со строительных площадок и других не благоустроенных территорий, накопления бытового мусора (м_б) и другими путями. Кроме того, на содержание пыли в воздухе сильно влияют транспортные характеристики движения, уровень инженерного обустройства улиц (б_у) и качество их содержания (с_к).

Для определения появления запыленности над бортовым камнем улиц от скорости движения транспортных средств (у) и интенсивности накопления грязи (х) в прилотковой части автомобильных дорог нами в городах Алматы и Кызылорде проведены ряд экспериментальных исследований и теоретические расчеты. Эти исследования показали, что между уровнем атмосферной пыли в городах и вышеперечисленными факторами имеются линейные зависимости.

Выдвигая гипотезу о линейной зависимости между вышеперечисленными факторами (z, х, у, б_к, б_у, с_к и др.), необходимо найти уравнение линейной связи трех переменных величин вида /2/:

z=ax+by+c, (1)

где неизвестные постоянные параметры уравнения; уровень запыленности над бортовым камнем, мг/м³; интенсивность накопления загрязнении в прилотковой части дорог, кг/м²; скорость движения транспортных средств, км/ч.

Проведенные теоретические исследования показали точность результатов в обоих расчетах, в связи с этим предлагается первый способ определения параметров. Для нахождения неизвестных параметров уравнения (1) и коэффициента корреляции , указывающего на тесноту связи, данные наблюдений необходимо свести в таблицу 1 и провести расчеты остальных граф.

Общий коэффициент корреляции вычисляется по формуле:

(2)

где парные коэффициенты корреляции.

Далее, для того, чтобы выделить степень влияния на уровень запыленности z скорости движения автомобилей y и интенсивности накопления грязи x в отдельности и определить, общий коэффициент корреляции R, рассчитываем парные коэффициенты корреляции:

(3)

Здесь отклонение значения каждого фактора от среднего его значения. Здесь средние значения интенсивности накопления грязи, скорости движения транспортных средств и уровня запыленности над бортовым камнем соответственно.

Парные коэффициенты корреляции показывают тесноту линейной связи между двумя факторами, при этом третья величина условно остается постоянной.

Непосредственное определение искомых параметров и проводится после нахождения среднеквадратического отклонения уровня (1) запыленности интенсивности накопления загрязнении в прилотковой части дороги и скорости движения транспортных средств

(4)

Подставляя полученные значения параметров в следующую формулу, имеем:

(5)

отсюда общий вид уравнения имеет вид:

(6)

Среднеквадратическая ошибка уравнения регрессии вышеуказанных показателей вычисляется по формуле:

(7)

Линейная зависимость трех переменных показателей выбрана нами в связи с тем, что с увеличением интенсивности накопления грязи и скорости движения прямо пропорционально растет и уровень запыленности

Таким образом, по результатам экспериментов, где количество отбора проб составило 24, парные коэффициенты корреляции составили: r_zx=0,899; r_zy=0,347; r_xy=0,008.

Среднеквадратические отклонения составили: ;

.

Подставляя значения параметров в уравнение (1) получим зависимость запыленности воздуха на улично-дорожной сети городов от уровня накопления грязи на прилотковой части дорог и скорости движения транспортных средств: .

Среднеквадратическая ошибка уравнения регрессии равна S_z=±0,077 мг/м³.

На рисунке 1 предлагается номограмма для определения запыленности на высоте 1,5 м над бортовым камнем улиц г. Кызылорды от интенсивности накопления грязи прилотковой части дорог и скорости движения транспортных средств.

Таблица 1 – Уравнения зависимости запыленности на высоте 1,5 м над бортовым камнем от интенсивности накопления грязи в прилотковой части дорог и скорости движения транспортных средств

№ п/п
1	1,31	0,702	55	0,19	0,031	5	0,0361	0,0010	25	0,0059	0,95	0,155	5,221	27,2588
2	1,02	0,414	53	-0,10	-0,257	3	0,0010	0,0660	9	0,0257	-0,30	-0,771	2,643	6,9855
3	0,84	0,300	49	-0,28	-0,371	-1	0,0784	0,1376	1	0,1039	0,28	0,371	-1,651	2,7258
4	0,70	0,309	44	-0,42	-0,362	-6	0,1764	0,1310	36	0,1520	2,52	2,172	-6,778	45,9955
5	0,85	0,350	55	-0,27	-0,321	5	0,0729	0,1030	25	0,0867	-1,35	-1,605	4,409	19,4383
6	0,72	0,374	45	-0,40	-0,297	-5	0,1600	0,0882	25	0,1188	2,00	1,485	-5,697	32,4558
7	0,87	0,398	51	-0,25	-0,273	1	0,0625	0,0745	1	0,0682	-0,25	-0,273	0,477	0,2275
8	1,26	0,900	40	0,14	0,229	-10	0,0196	0,0524	100	0,0321	-1,40	-2,290	-9,631	92,7562
9	1,40	1,020	54	0,28	0,349	4	0,0784	0,1218	16	0,0997	1,12	1,396	4,629	21,4276
10	1,50	1,168	47	0,38	0,497	-3	0,1444	0,2470	9	0,1889	-1,14	-1,491	-2,123	4,5071
11	1,51	1,082	50	0,39	0,411	0	0,1521	0,1689	0	0,1603	0	0	0,801	0,6416
12	1,41	1,019	54	0,29	0,348	4	0,0841	0,1211	16	0,1009	1,16	1,392	4,628	21,5110
13	1,41	0,950	50	0,29	0,279	0	0,0841	0,0778	0	0,0809	0	0	0,569	0,3238
14	1,20	0,700	50	0,08	0,029	0	0,0064	0,0008	0	0,0023	0	0	0,109	0,0119
15	1,14	0,650	48	0,020	-0,021	-2	0,0004	0,0004	4	-0,0004	-0,04	0,042	-2,001	4,0040
16	0,97	0,700	40	-0,15	0,029.	-10	0,0225	0,0008	100	-0,0044	1,50	-0,290	-10,121	102,4346
17	0,81	0,320	57	-0,31	-0,351	7	0,0961	0,1232	49	0,1088	-2,17	-2,457	6,339	40,1829
18	0,81	0,540	46	-0,31	-0,131	-4	0,0961	0,0172	16	0,0406	1,24	0,524	-4,441	19,7225
19	0,86	0,530	50	-0,26	-0,141	0	0,0676	0,0199	0	0,0367	0	0	-0,401	0,1608
20	1,40	0,670	59	0,28	-0,001	9	0,0784	0	81	-0,0003	2,52	-0,009	9,279	86,0998
21	1,44	0,850	60	0,32	0,179	10	0,1024	0,0320	100	0,0573	3,20	1,790	10,499	110,2290
22	1,38	0,714	55	0,26	0,043	5	0,0676	0,0018	25	0,0112	1,30	0,215	5,303	28,1218
23	1,36	0,970	45	0,24	0,299	-5	0,0576	0,0894	25	0,0718	-1,20	-1,495	-4,461	19,9005
24	0,71	0,474	43	-0,41	-0,197	-7	0,1681	0,0388	49	0,0808	2,87	1,379	-7,607	57,8664
	26,88	16,104	1200	-	-	-	1,9132	1,7146	712	1,6284	12,81	0,24	-	744,9887

Рисунок 1 – Номограмма для определения запыленности атмосферного воздуха в городской среде в зависимости от динамики накопления загрязнений прилотковой части и скорости движения транспортных средств

В номограмме по оси абсцисс расположены значения интенсивности образования грязи у прилотковой части улиц, а по оси ординат – скорость движения транспортных средств.

Практическое использование номограммы позволяет определить уровень запыленности на высоте 1,5 м над бортовым камнем в зависимости от интенсивности образования загрязнений на 1 м² прилотковой части улицы и скорости движения транспортных средств.

ЛИТЕРАТУРА

1. Борисюк Н.В., Киялбаев А.К. Экологическое состояние городских улиц и дорог и факторы его определения. – М.: МАДИ (ГТУ), 1995. – С. 99-105

2. Е.С. Уланова, В.Н. Забелин Методы корреляционного и регрессионного анализа в агрометеорологии. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1990. – 207с.