Problemy hałasu w głównych ciągach komunikacyjnych miasta Poznania

Transkrypt

1 Małgorzata Orczyk 1, Franciszek Tomaszewski 2 Politechnika Poznańska, Instytut Silników Spalinowych i Transportu Problemy hałasu w głównych ciągach komunikacyjnych miasta Poznania 1. WPROWADZENIE W wielu miastach, ze względu na brak obwodnic, główne ciągi komunikacyjne dróg krajowych przebiegają przez miasta, zasilając ruch lokalny i regionalny. Powoduje to duże natężenie ruchu a przez to szereg skutków niepożądanych dla mieszkańców miast, między innymi takich jak: zanieczyszczenie środowiska spalinami, drgania budynków znajdujących się blisko dróg, duży poziom hałasu, niszczenie infrastruktury drogowej, wzrost liczby wypadków z udziałem pieszych, problemy komunikacyjne mieszkańców. Hałas jest problem spotykanym w codziennym życiu każdego człowieka w miejscu jego bytowania, podróżowania, pracy oraz wypoczynku. Największy komfort związany z hałasem mamy w domu i pracy, najmniejszy podczas przemieszczania się różnymi środkami transportu oraz od przemieszczających się pojazdów w naszym otoczeniu. Hałas generowany przez środki transportu w większości przekracza dopuszczalne poziomy określone w normach i zarządzeniach środowiskowych. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów natężenia ruchu oraz poziomu hałasu w wybranych ciągach komunikacyjnych miasta Poznania. Do analizy wybrano te odcinki dróg i skrzyżowania, które są częścią dróg krajowych oraz ważnych dróg miejskich Poznania. 2. STRUKTURA DROGOWA MIASTA POZNANIA W poznańskim węźle drogowym zbiega się 5 dróg o znaczeniu krajowym: nr 5, nr 11, nr 92, autostrada A2 oraz droga krajowa nr 32 kończąca swój bieg w podpoznańskim Stęszewie. Autostrada A2 ma status trasy europejskiej E30, natomiast droga krajowa nr 5 trasy E261. Na terenie Poznania swój bieg kończą również 4 drogi wojewódzkie: nr 184, nr 196, nr 307 i nr 430. Od 1 grudnia 2011 Poznań ma bezpośrednie połączenie autostradowe z krajami Europy Zachodniej, a od 6 czerwca 2012 także ze stolicą kraju. W 2012 roku pod Poznaniem otwarto dwie nowe trasy ekspresowe kończące swój bieg na miejskim odcinku autostrady A2 dwa fragmenty (z trzech) Zachodniej Obwodnicy Poznania w ciągu drogi ekspresowej S11 (od węzła Poznań Zachód do węzła Poznań Tarnowo Podgórne oraz od węzła Poznań Rokietnica do węzła Poznań Północ ), a także całą Wschodnią Obwodnicę Poznania w ciągu drogi ekspresowej S5 (od węzła Poznań Wschód do węzła Gniezno Południe ). Po całkowitym zakończeniu tych inwestycji dotychczasowy przebieg dróg krajowych nr 5 i nr 11 zostanie zmieniony. Układ drogowy miasta opiera się na promienisto-pierścieniowym systemie ulic. Składają się na niego pierścienie drogowe zwane ramami oraz promieniście rozchodzące się od centrum ulice wylotowe. W procesie kształtowania struktury urbanistycznej miasta wykształciły się trzy ramy komunikacyjne. Obecnie I rama oraz II rama istnieją w całości, zaś III rama fragmentarycznie. Rama I ulokowana jest najbliżej centrum i pełni funkcję jego obwodnicy. Rama II, na której opiera się większość ruchu tranzytowego oraz wewnątrzmiejskiego znajduje się na obierzach śródmieścia stanowiąc jego umowną 1 malgorzata.orczyk@put.poznan.pl 2 franciszek.tomaszewski@put.poznan.pl Logistyka 4/

2 granicę. Nieistniejąca jeszcze III rama komunikacyjna pomyślana została jako szybka wewnątrzmiejska obwodnica, która miałaby przejąć większość ruchu międzydzielnicowego oraz ciężki ruch docelowy. Na rysunku 1 przedstawiono fragment mapy z lokalizacją Poznania i głównym układem komunikacyjnym z zaznaczoną II i III ramą komunikacyjną. III rama II rama Rys. 1. Układ komunikacyjny Poznania z widoczną drugą i trzecią ramą komunikacyjną Źródło: opracowanie na podstawie mapy Targeo.pl Brak w infrastrukturze drogowej po za aglomeracją Poznania, obwodnic powoduje to, że cześć ruchu tranzytowego przebiega przez II ramę, która w powinna w zasadzie powinna obsługiwać ruch miejski. 3. METODYKA I ZAKRES BADAŃ Zrealizowane badania obejmowały pomiary natężenia ruchu oraz hałasu w wybranych ciągach komunikacyjnych Poznania, obejmujących głównie II ramę komunikacyjną Poznania (rys. 1). Celem zrealizowanych badań było określenie natężenia ruchu pojazdów samochodowych (ruch lokalny i tranzytowy) i jego wpływu na poziom hałasu. Pomiary hałasu na wybranych ciągach komunikacyjnych miasta Poznania realizowano zgodnie z zaleceniami Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 16 czerwca 2012 roku w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów substancji lub energii w środowisku przez zarządzającego drogą, linią kolejową, liną tramwajową, lotniskiem lub portem. Rozporządzenie to określa metodyki wykonywania pomiarów hałasu w środowisku w związku z eksploatacją środków transportu lądowego, wodnego i lotniczego [1]. Pomiary hałasu generowanego przez lądowe środki transportu można prowadzić przy zastosowaniu jednej z następujących metod: ciągłej rejestracji hałasu powodowanego przez ruch drogowy, stosowaną do nieprzerwanych wielogodzinnych lub wielodniowych pomiarów poziomów hałasu w czasie odniesienia T w danym punkcie pomiarowym, pomiarów poziomu ekspozycyjnego dźwięku w odniesieniu do pojedynczych zdarzeń akustycznych, pomiarów poziomów hałasu wprowadzonego do środowiska przez ruch drogowy z wykorzystaniem próbkowania, obliczeniową opartą o modele rozprzestrzeniania się dźwięku w środowisku, 774 Logistyka 4/2015

3 Zrealizowane pomiary hałasu wykonano przy zastosowaniu metody pomiaru hałasu z wykorzystaniem próbkowania. Wybór okresów pomiarowych podczas, których wykonywano pomiary hałasu został poprzedzony analizą natężenia ruchu na badanych odcinkach ciągów komunikacyjnych. Dane do takiej analizy otrzymano od Zarządu Dróg Miejskich w Poznaniu. Pomiary hałasu realizowano w odległości od 0,5 do 2 m od elewacji budynku na wysokości 4 m nad powierzchnią gruntu. Uzyskane wyniki pomiarów hałasu porównano z poziomami dopuszczalnymi zawartymi w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 roku w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku [2]. Na rysunku 2 i 3 przedstawiono przykładowe skrzyżowania na których prowadzono badania dotyczące natężenia ruchu pojazdów oraz hałasu. Rys. 2. Skrzyżowanie ulic Warszawska i Krańcowa Źródło: [3]. Rys. 3. Skrzyżowanie ulic Lechicka i Obrońców Tobruku Źródło: [3]. Reprezentatywne okresy pomiarowe, w których wykonano pomiary wybrano na podstawie analizy natężenia ruchu pojazdów na wybranych do badań ulicach w miesiącu kwietniu 2012 roku. Na podstawie tych danych obliczono średnie dla każdej godziny doby, natężenie ruchu odnoszące się do tzw. dni Logistyka 4/

4 roboczych obejmujący okres od poniedziałku do piątku oraz oddzielnie dla wszystkich dni weekendowych w miesiącu. Na podstawie miesięcznych danych o natężeniu ruchu uzyskanych od Zarządu Dróg Miejskich w Poznaniu zbudowano empiryczny dobowy rozkład natężenia ruchu pojazdów odnoszący się do okresu całej doby i dokonano grupowania godzin. Dane o natężeniu ruchu są pozyskane przez Zarząd Dróg Miejskich w Poznaniu z automatycznych czujników ruchu pojazdów zamontowanych w jezdni, które rejestrują natężenie ruchu w każdej godzinie doby osobno dla poszczególnych pasów ruchu. Godziny wchodzące w skład poszczególnych okresów pomiarowych wybrano na podstawie grupowania godzin, w których natężenie ruchu pojazdów nie różniło się więcej jak 10% maksymalnego natężenia ruchu na danej ulicy. Na rysunku 4 przedstawiono wyniki pomiaru natężenia ruchu na ulicy Warszawskiej a na rysunku 5 na ulicy Lechickiej z naniesionymi okresami pomiarowymi. Rys. 4. Dobowe wahania ruchu na ul. Warszawskiej Rys. 5. Dobowe wahania ruchu na ul. Lechickiej Pomiary hałasu wykonywano analizatorem poziomu dźwięku typu 2250 firmy Brüel & Kjær. Jest to jednokanałowy analizator poziomu dźwięku, który jest przyrządem pomiarowym pierwszej klasy dokładności zgodny z obowiązującymi obecnie normami międzynarodowymi oraz krajowymi dotyczącymi mierników poziomu dźwięku. Miernik ten umożliwia, przy zastosowaniu dwóch detektorów wartości skutecznej i szczytowej, pomiar z zastosowaniem różnej korekcji częstotliwościowej A, B, C lub Z oraz stałych czasowych F (Fast=125 ms), S (Slow-1 s, oraz I (Impulse=1,5 35 ms). Podczas pomiarów wykorzystano moduł BZ-7224 umożliwiający wykonanie podstawowej historii czasowi z równoczesna rejestracją parametrów szerokopasmowych w funkcji czasu. W ramach pojedynczego 10-minutowego pomiaru rejestrowano następujące parametry sygnału akustycznego: 776 Logistyka 4/2015

5 równoważny poziom dźwięku L Aeq, minimalny poziom dźwieku L minf, maksymalny poziom dźwieku L maxf, szczytowy poziom dźwieku L Cpeak. Ponadto przyjęto następujące ustawienia miernika: charakterystyka korekcyjna A, stała czasowa Fast. Pomiary wykonano w porze dziennej obejmującej 16 godzin dnia od Od poniedziałku do piątku w miesiącach od lipca do sierpnia. Warunki atmosferyczne podczas wykonywania pomiarów były zgodne z zaleceniami rozporządzenia ministra środowiska tj. brak opadów atmosferycznych, temperatura powietrza powyżej 20 C, prędkość wiatru około 5 m/s. 4. WYNIKI BADAŃ Na rysunku 6 przedstawiono wykres dobowego natężenia ruchu (tygodniowego) na ulicy Przybyszewskiego a na rysunku 7 weekendowego dobowego natężenia ruchu. Ulica ta jest częścią II miejskiej ramy komunikacyjnej Poznania. Rys. 6. Dobowe wahania ruchu na ul. Przybyszewskiego Rys. 7. Dobowe wahania ruchu na ul. Przybyszewskiego Na ulicy Stanisława Przybyszewskiego zaobserwowano duże natężenie ruchu, które wynosi 2186 [poj/godz.] dla szczytu popołudniowego w przypadku tygodniowego natężenia (rys. 6), który trwa od 15:00 do 16:00 godziny oraz 2156 [poj/godz.] dla szczytu porannego (od 7:00 do 8:00). W godzinach od 19:00 do 21:00 natężenie ruchu gwałtownie maleje. Natomiast najniższe weekendowe natężenie ruchu wynosi 130 [poj/godz.] dla godziny od 2.00 do Natężenie ruchu pojazdów (rys. 7) wzrasta od godziny 3:00 do Logistyka 4/

6 4:00, zaczynając od 97 [poj/godz.], aż do szczytu popołudniowego od godziny 14:00 do 15:00, który wynosi 1695 [poj/godz.]. Na rysunku 8 przedstawiono wykres dobowego natężenia ruchu (tygodniowego) na ulicy Księcia Mieszka I a na rysunku 9 weekendowego dobowego natężenia ruchu. Ulica ta jest, specyficzną ulicą nie wchodzącą w żadną ramę komunikacyjną ale stanowi połączenie dzielnicy Winogrady i Piątkowo oraz Gmin sąsiadujących z centrum Poznania. Rys. 8. Dobowe wahania ruchu na ul. Mieszka I Rys. 9. Dobowe wahania ruchu na ul. Mieszka I Przedstawione na rysunku 8 dobowe natężenie ruchu na ul. Mieszka I wykazało, że najniższe natężenie ruchu wynosi 88 pojazdów na godzinę i trwa od godziny 2:00 do 3:00. W nocnych godzinach z dróg korzystają głównie osoby pracujące np. dostawcy, oraz komunikacja zbiorowa. W godzinie od 7:00 do 8:00 rano można zaobserwować gwałtowny wzrost natężenia ruchu czyli poranny szczyt, ilość pojazdów na godzinę wynosi 2272 [poj/godz.]. Kolejne wysokie wartości to 2385 [poj/godz.] oraz 2394 [poj/godz.] adekwatnie od godziny 15:00 do 16:00 oraz 16:00 do 17:00 szczyt popołudniowy. Po godzinie 17:00 natężenie ruchu spada, aż do godziny 3:00. Na rysunku 9 (dobowe natężenie ruchu dla weekendu na ul. Mieszka I) wykazało, że najniższe natężenie ruchu w weekendy jest w godzinach 4:00 do 5:00 i wynosi 192 pojazdów na godzinę i jest wyższe niż w przypadku tygodniowego natężenia ruchu. Największe natężenie jest od godziny 13:00 do godziny 14:00 i wynosi 1508 [poj/godz.]. Charakter natężenia ruchu na tej ulicy jest inny niż pozostałych ulicach Poznania, a wynika z specyficznej jej położenia dużych osiedli mieszkaniowych i gmin sąsiadujących względem centrum Poznania. Kolejnym etapem, były realizowane pomiary hałasu na istotnych ciągach komunikacyjnych miasta Poznania, dla tych dla których wyznaczono dobowe natężenia ruchu. W tabelach 1-3 przedstawiono wyniki 778 Logistyka 4/2015

7 pomiarów natężenia hałasu dla trzech przykładowych lokalizacji pomiarów. Okresy pomiarowe wynikały z dobowych wahań natężenia ruchu na badanych ulicach. Tabela 1. Zestawienie wyników pomiaru hałasu i natężenia ruchu dla punktu pomiarowego zlokalizowanego przy ulicy Lutyckiej / ul. Naramowicka Źródło: [5] Okres pomiarowy L Aeq [db] Natężenie ruchu [poj/h] razem ciężarowe I 71, II 69, III 69, L Aeq 0T 70,0 Rozstęp R [db] 2,0 Tabela 2. Zestawienie wyników pomiaru hałasu i natężenia ruchu dla punktu pomiarowego zlokalizowanego przy ulicy S. Przybyszewskiego / ul. S. Żeromskiego Źródło: [5] Okres pomiarowy L Aeq [db] Natężenie ruchu [poj/h] razem ciężarowe tramwaje I 69, II 68, III 69, L Aeq 0T 69,1 Rozstęp R [db] 0,4 Tabela 3. Zestawienie wyników pomiaru hałasu i natężenia ruchu dla punktu pomiarowego zlokalizowanego przy ulicy Mieszka I Źródło: [5] Okres pomiarowy L Aeq [db] Natężenie ruchu [poj/h] razem ciężarowe I 56, II 56, III 55, L Aeq 0T 56,2 Rozstęp R [db] 0,9 Przedstawione przykładowe uzyskane wyniki pomiarów natężenia hałasu wykazały, że punktach pomiarowych zlokalizowanych na tym fragmencie drogi krajowej nr 92 ul. Lechicka (tabela 1) zarejestrowane równoważne poziomy dźwięku przekroczyły poziom 70 db. We wszystkich wyznaczonych okresach pomiarowych. Natężenie ruchu na omawianym fragmencie ulicy przekroczyło pojazdów na godzinę. Wykonane pomiary natężenia hałasu na ulicy Przybyszewskiego wykazały, że zarejestrowane równoważne poziomy dźwięku przekraczały poziom 68 db w trzech okresach pomiarowych, równocześnie natężenie ruchu na tym odcinku ulicy przekroczyły pojazdów drogowych i 10 tramwajów na godzinę. Natomiast pomiary natężania hałasu przy ulicy Mieszka I wykonano przy 17 piętrowym bloku znajdującym się ~80 m od krawędzi jezdni (tabela 30. Przy tej ulicy zarejestrowane równoważne poziomy dźwięku nie przekroczyły 57 db. Na omawianym odcinku ulicy natężenie ruchu pojazdów przekracza pojazdów na godzinę. W tym punkcie pomiarowym zarejestrowano mniejszy poziom hałasu przy większym natężeniu ruchu, ponieważ znajdował się on w znacznej odległości od krawędzi jezdni (~80 m), wpływ na różnice poziomów miał hałas otoczenia oraz mniejsza prędkość pojazdów w godzinach szczytu. 5. PODSUMOWANIE Wykonane badania natężenia ruchu oraz natężenia hałasu przy ulicach leżących w obrębie ram komunikacyjnych miasta Poznania oraz w ciągu dróg krajowych miasta Poznania pozwalają na sformułowanie następujących wniosków: Logistyka 4/

8 Na większości przebadanych ulic miasta Poznania zarejestrowane równoważne poziomy dźwięku przekraczają poziom dopuszczalny określony w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku. Uzyskane w wyznaczonych do badań punktach pomiarowych równoważne poziomy dźwięku zawierają się w zakresie od 53 do 78 db. Najwyższe wartości równoważnego poziomu dźwięku odnotowano przy ulicach leżących w ciągu drogi krajowej nr 92. Wykonane przy tych ulicach pomiary hałasu przekroczyły poziom 70 db we wszystkich założonych okresach pomiarowych. Poziomy dopuszczalne nie zostały przekroczone tylko w kilku punktach pomiarowych mieszczących się głównie za ekranami akustycznymi, oraz w znacznych odległościach od krawędzi jezdni od 55 do 80 m. Na wybranych do badań ulicach natężenie ruchu pojazdów nie przekraczało pojazdów na godzinę a udział w ruchu samochodów ciężarowych kształtował się miej więcej na tym samym poziomie i wynosił: na ulicach leżących w ciągu dróg krajowych nr 5, 11 oraz przy ulicach nie leżących w strefie śródmiejskiej około 20%. Największy udział w ruchu samochodów ciężarowych przekraczający 30% zanotowano przy ulicach leżących w ciągu drogi krajowej nr 92. Streszczenie Hałas jest problem spotykanym w codziennym życiu każdego człowieka w miejscu jego bytowania, podróżowania, pracy oraz wypoczynku. Największy komfort związany z hałasem mamy w domu i pracy, najmniejszy podczas przemieszczania się różnych środków transportu. Hałas generowany przez środki transportu w większości przekracza dopuszczalne poziomy. W wielu miastach, ze względu na brak obwodnic, przebiegają główne ciągi komunikacyjne obejmujące ruch lokalny i tranzytowy. Powoduje to duże natężenie ruchu oraz znaczny poziomo hałasu propagowany do środowiska miejskiego. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów natężenia ruchu oraz poziomu hałasu w wybranych ciągach komunikacyjnych miasta Poznania. Do analizy wybrano te odcinki dróg i skrzyżowania, które są częścią dróg krajowych oraz ważnych dróg miejskich Poznania. Słowa kluczowe: hałas, natężenie ruchu, samochody Noise problems on main traffic routes of Poznan city Abstract Noise is a problem encountered in everyday life of every human in the place of living, travelling and relaxing.the best comfort from the perspective of noise we have at home and at work, the worst during travelling in various means of transport. In most cases noise generated by means of transport exceeds acceptable levels. In many cities traffic routes including local traffic and transit traffic, because of lack of ring roads, go through the cities. This causes big traffic and high level on noise propagated to the urban environment. This article presents results of measurements of traffic and noise level on selected traffic routes of Poznań city. Sections of roads and crossings, which are parts of national roads and important urban roads of Poznań, were selected for the analysis. Keywords: noise, traffic, cars. LITERATURA [1] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 16 czerwca 2012 roku w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku. [2] Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 roku w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku. [3] Dane ZDM dotyczące potoku ruchu na terenie miasta Poznań, materiały niepublikowane. [4] Kornelia Regulanty, Analiza potoków ruchu pojazdów samochodowych na wybranych odcinkach dróg miejskich Poznania. Politechnika Poznańska, Praca dyplomowa, [5] Ocena i modelowanie hałasu zewnętrznego i wewnętrznego środków transportu miejskiego. Grant KBN nr 5748/B/T02/2010/ Logistyka 4/2015