Wprowadzenie

Rozdziađ 1
Wprowadzenie
Haãas samochodowy uznawany jest za jeden z najbardziej dokuczliwych. Na jego oddziaãywanie naraİona jest najwičksza liczba mieszkaęców w Polsce i Europie. DowodzĈ tego wyniki obliczeę i analiz akustycznych przeprowadzanych w ramach tworzonych map akustycznych dla dróg
publicznych oraz aglomeracji, wykonywanych w ostatnich kilkunastu latach
w Polsce i w krajach Unii Europejskiej.
Mapy akustyczne opracowuje sič w celu oceny stanu Ĥrodowiska akustycznego w pobliİu takich Įródeã haãasu, jak: porty lotnicze, linie kolejowe
i tramwajowe, duİe zakãady przemysãowe oraz drogi publiczne. Mapa akustyczna, oprócz identyfikacji Įródeã haãasu (pod wzglčdem wielkoĤci emisji),
identyfikuje równieİ tereny zagroİone oddziaãywaniem ponadnormatywnego poziomu haãasu oraz okreĤla liczbč i stopieę naraİenia mieszkaęców
na haãas z poszczególnych Įródeã. Wyniki tych analiz sĈ punktem wyjĤcia do
prac w ramach tzw. programów ochrony Ĥrodowiska przed haãasem. Celem
tych programów jest wskazanie dziaãaę i metod redukujĈcych poziom haãasu na terenach, na których jest przekroczona wartoĤþ dopuszczalna poziomu
haãasu.
Mapa akustyczna i program ochrony Ĥrodowiska przed haãasem sĈ dokumentami strategicznymi. Ich celem jest poprawa warunków akustycznych
w dãuİszym okresie – od kilku do kilkunastu lat. Narzčdziem sãuİĈcym do
bieİĈcej oceny stanu Ĥrodowiska akustycznego jest monitoring haãasu, którego celem jest okreĤlenie poziomu haãasu w okresie jednej doby.
RozporzĈdzenie Ministra ģrodowiska z dnia 16 czerwca 2011 r. w sprawie wymagaę w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów w Ĥrodowisku
substancji lub energii przez zarzĈdzajĈcego drogĈ, liniĈ kolejowĈ, liniĈ
tramwajowĈ, lotniskiem, portem (DzU Nr 140, poz. 824) [1] oraz Prawo
Ochrony ģrodowiska [2] nakãada obowiĈzek prowadzenia monitoringu ha-
9
ãasu w Ĥrodowisku przez poszczególnych zarzĈdzajĈcych Įródãami haãasu.
Zgodnie z ww. rozporzĈdzeniem, okresowe pomiary haãasu prowadzi sič
m.in. dla:
– dróg publicznych o Ĥredniorocznym natčİeniu ruchu powyİej 3 mln
pojazdów lub o procentowym udziale pojazdów cičİkich w potoku ruchu powyİej 20% (w przypadku Ĥredniego dobowego ruchu przekraczajĈcego 5 tys. pojazdów);
– linii kolejowych o natčİeniu ruchu powyİej 30 tys. pociĈgów rocznie;
– linii tramwajowych w odniesieniu do odcinków torowisk o natčİeniu
ruchu powyİej 100 tramwajów na dobč;
– lotnisk, na których odbywa sič ãĈcznie ponad 5 tys. startów, lĈdowaę
i przelotów statków powietrznych w roku kalendarzowym (niezaleİnie od poãoİenia lotniska);
– portów morskich o zdolnoĤci przeãadunkowej powyİej 10 mln ton na
rok, poãoİonych na terenach aglomeracji.
Pomiary okresowe przeprowadza sič co 5 lat. Ich celem jest okreĤlenie
dobowych wartoĤci równowaİnego poziomu dĮwičku odniesionych do
pory dziennej (LAeq,D) oraz nocnej (LAeq,N).
Podstawowym celem monitoringu haãasu jest stwierdzenie ewentualnych przekroczeę dopuszczalnych wartoĤci poziomu haãasu. Wszystkie
dziaãania, w tym: wybór metody pomiarowej, lokalizacja punktów pomiarowych itp., sĈ podporzĈdkowane osiĈgničciu tego celu. Jak pokazuje wieloletnia praktyka, prowadzenie monitoringu haãasu jest pracochãonne i czasochãonne, co z kolei oznacza, İe jest bardzo kosztowne. Powstaje zatem
pytanie, czy celem monitoringu haãasu powinno byþ tylko wykazanie ewentualnych przekroczeę dopuszczalnych wartoĤci poziomu haãasu w Ĥrodowisku? W niniejszej pracy pokazano, İe wyniki pomiarów akustycznych
prowadzonych w ramach monitoringu haãasu (w tym przypadku haãasu
samochodowego) mogĈ i powinny zostaþ wykorzystane do realizacji wičkszej liczby celów.
W niniejszej monografii pokazano, w jaki sposób monitoring haãasu moİe sãuİyþ do:
– pozyskiwania i gromadzenia danych o Įródle haãasu (generacja haãasu);
Na generacjč haãasu samochodowego wpãywajĈ m.in.: natčİenie i prčdkoĤþ ruchu, temperatura nawierzchni jezdni, stan jezdni (sucha/mokra). Parametry te mogĈ byþ rejestrowane w trakcie prowadzonego
monitoringu.
– pozyskiwania i gromadzenia danych o warunkach atmosferycznych;
Na propagacjč haãasu wpãywajĈ: kierunek i prčdkoĤþ wiatru, temperatura i wilgotnoĤþ powietrza, rodzaj powierzchni ziemi pomičdzy Įródãem a punktem obserwacji, turbulencje atmosferyczne, zjawisko re-
10
frakcji. Wpãyw tych zjawisk zaleİy przede od odlegãoĤci Įródão haãasu
(droga) – punkt obserwacji (odbiornik). Parametry charakteryzujĈce
poszczególne zjawiska równieİ powinny byþ gromadzone w trakcie
prowadzenia pomiarów haãasu.
– kalibracji modeli obliczeniowych;
Z róİnych przyczyn, przede wszystkim ekonomicznych, nie jest moİliwe prowadzenie ciĈgãego monitoringu haãasu samochodowego
w dãuİszym (np. rocznym) okresie. Z tego powodu korzysta sič z metod obliczeniowych, przy czym dokãadnoĤþ i wiarygodnoĤþ tych metod
powinna byþ potwierdzona pomiarami akustycznymi. Dane zebrane w
ramach monitoringu haãasu powinny sãuİyþ kalibracji modelu obliczeniowego.
JeĤli monitoring haãasu ma wiarygodnie odpowiedzieþ na pytanie
o przekroczenie wartoĤci dopuszczalnych, pomiary powinny byþ przeprowadzane w najbardziej korzystnych dla propagacji dĮwičku warunkach. SĈ
to jednoczeĤnie najgorsze warunki dla czãowieka – poziom haãasu jest bowiem najwičkszy.
WĤród zasad obowiĈzujĈcych w Unii Europejskiej w dziedzinie ochrony
Ĥrodowiska wymienia sič m.in. zasadč przezornoĤci. W kontekĤcie prognozowania poziomu haãasu w okreĤlonych przez rozporzĈdzenie przedziaãach
czasu oznacza to przyjčcie najbardziej korzystnych warunków generacji
i propagacji haãasu (jest to tzw. najgorsza doba w ciĈgu roku). Najwičksza
emisja haãasu wystčpuje w warunkach duİego natčİenia ruchu, wysokiej
prčdkoĤci ruchu oraz niskiej temperatury nawierzchni jezdni (rozdz. 5.3.3.).
Najbardziej korzystne warunki propagacji oznaczajĈ wiatr wiejĈcy od Įródãa
do punktu obserwacji, przy twardej powierzchni ziemi pomičdzy Įródãem
a punktem obserwacji (rozdz. 5.2.1) oraz przy duİych turbulencjach minimalizujĈcych tãumienie (rozdz. 5.2.2).
Jednym z gãównych celów niniejszej pracy jest opracowanie metody wyznaczania parametrów akustycznych pojazdów samochodowych w ruchu
na podstawie wyników monitoringu haãasu samochodowego. Nie opracowano dotychczas sposobu wyznaczania poziomu mocy akustycznej pojazdów samochodowych na podstawie pomiarów równowaİnego poziomu
dĮwičku A wykonywanych w okresie np. jednej doby.
Zaprezentowany tu sposób estymacji parametrów opiera sič na prostym
modelu generacji i propagacji haãasu samochodowego. Za wyborem prostego modelu przemawia wiele powodów (zostaãy one szczegóãowo omówione
w rozdziale 3):
– dokãadny model generacji i propagacji haãasu samochodowego wymaga estymacji szeregu parametrów, które w praktyce sĈ nieosiĈgalne. Nie
mogĈ one byþ wyznaczone z rzeczywistych pomiarów – wymagajĈ bo-
11
wiem zastosowania skomplikowanych procedur (np. do wyznaczania
wielkoĤci opisujĈcych oddziaãywanie z powierzchniĈ ziemi, okreĤlania
profilu zmian temperatury i prčdkoĤci wiatru z wysokoĤciĈ);
– w trakcie monitoringu dokonuje sič duİych uproszczeę, np. dzielĈc
wszystkie pojazdy samochodowe na lekkie i cičİkie, tylko na dwa kierunki ruchu itp.;
– model powinien byþ prosty i niezbyt czasochãonny, aby mógã byþ powszechnie stosowany;
– model powinien byþ stabilny, tj. maão czuãy na zmiany parametrów
wejĤciowych.
Do estymacji parametrów zwiĈzanych z generacjĈ haãasu wykorzystano
metody rozwiĈzywania ukãadów równaę liniowych.
Kolejnym celem pracy byão opracowanie prostej metody prognozowania
haãasu samochodowego, która uwzglčdnia oddziaãywanie fali akustycznej
z powierzchniĈ ziemi, pochãanianie przez powietrze oraz rozpraszanie na
turbulencjach (rozdz. 5.2). W pracy opracowano metodč estymacji parametrów modelu propagacji.
W pracy przedstawiono równieİ metodč okreĤlania wysokoĤci zastčpczego Įródãa dla pojazdów samochodowych w ruchu (rozdz. 5.2.4). Na
podstawie wykonanych pomiarów haãasu podczas pojedynczych przejazdów (na dwóch róİnych wysokoĤciach nad powierzchniĈ ziemi) przeprowadzono obliczenia wysokoĤci zastčpczego Įródãa haãasu dla róİnych prčdkoĤci ruchu.
Ponadto badano wpãyw temperatury nawierzchni jezdni na haãas samochodowy w funkcji prčdkoĤci ruchu samochodów. Wyznaczono poprawkč do poziomu mocy akustycznej Įródãa w zaleİnoĤci od temperatury
nawierzchni drogi i prčdkoĤci ruchu.
Ostatnim problemem, nieopisanym dotychczas w literaturze, jest wpãyw
zatoru ulicznego (tzw. korka drogowego) na propagacjč haãasu samochodowego. įaden znany dotychczas model obliczeniowy, stosowany np.
w mapach akustycznych, nie uwzglčdnia tego efektu. Przeprowadzone analizy pokazaãy jednoznacznie, İe korek na jednym pasie znaczĈco wpãywa na
propagacjč haãasu generowanego przez pojazdy samochodowe poruszajĈce
sič na innym pasie. Pokazano, İe korek drogowy oddziaãuje na haãas jak
ekran akustyczny o okreĤlonej wysokoĤci i dãugoĤci.
12