Sự ảnh hưởng của phương án quy hoạch dân cư đến chế độ sục khí trong không gian đường phố đô thị
Bài báo nêu lên hiện trạng ô nhiễm không khí đô thị tại Việt Nam và phân tích quá trình
phân tán chất ô nhiễm trên không gian đường phố tại khu dân cư nằm theo sơ đồ dạng “hẻm
núi”. Dựa trên việc phân tích cho thấy rằng, tác động chính của các chất ô nhiễm khí quyển
sẽ tập trung trong phạm vi 3 tầng đầu tiên của tòa nhà nằm trong phạm vi xét. Từ đó tác giả
đề xuất các giải pháp giảm thiểu các tác động ô nhiễm tiêu cực đến môi trường do phương
tiện vận tải gây ra bằng các phương pháp quy hoạch có tính đến sự ảnh hưởng của chế độ
sục khí.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Sự ảnh hưởng của phương án quy hoạch dân cư đến chế độ sục khí trong không gian đường phố đô thị", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Sự ảnh hưởng của phương án quy hoạch dân cư đến chế độ sục khí trong không gian đường phố đô thị
x 84m. Bằng phương pháp số hóa đã đưa ra được quy luật về sự khuếch tán nồng độ khí thải gần các tòa nhà nằm bên đường với 2 phương án khác nhau. Như trên hình 6 và 7 ta thấy vùng ô nhiễm cho từng phương án dựng. Giá trị % tại các vùng 1,2,3 trên hình 5,6 là tỷ lệ nồng độ chất ô nhiễm thực tế với giá trị nồng độ tối đa cho phép của khí thải theo tiêu chuẩn. Rõ ràng ta thấy rằng tất cả các tòa nhà nằm bên đường đều chịu tác động trực tiếp của khí thải . Mức độ ô nhiễm lớn nhất ta thấy ở các hẻm nằm giữa tòa nhà 1 và 2 và hẻm nằm giữa tòa nhà 2 và 3. Điều này chứng minh mức độ ô nhiễm nặng sẽ tập trung vào khu vực hẻm cuối cùng, nơi tích tụ toàn bộ chất phát thải. KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 12/2019 33 Hình 6. Mô tả sự phân tán khí thải ở trường hợp cường độ phát khí tại 3 đoạn đường đều bằng nhau Q1,2,3 =0,5gram/s.) 1 – 100–75 %; 2 – 74–41 %; 3 – 40–10 %; 4 – <10 % Hình 7. Mô tả sự phân tán khí thải ở trường hợp Q1 =1,2gram/s > Q2,3 =0,5gram/s.) 1 – 100–75 %; 2 – 74–41 %; 3 – 40–10 %; 4 – <10 % Hình 8. Biểu đồ sự phân tán nồng độ chất ô nhiễm tại tòa nhà đầu tiên 1 – trường hợp 1; 2 – trường hợp 2 Hình 9. Mô phỏng sự dịch chuyển của luổng gió tại khu vực dân cư dạng hẻm núi trong điều kiện tường chắn nóng [19] Biểu đồ hình 8 biểu thị sự phân tán nồng độ chất ô nhiễm theo hướng phía sau tòa nhà đầu tiên đối với từng trường hợp. Theo hình 8 cho thấy sự khác biệt về nồng độ chất ô nhiễm bắt đầu thay đổi từ độ cao 11m và xấp xỉ 8%. Điều này liên quan đến sức cản của tòa nhà, được coi là vật cản cơ học ảnh hưởng đến sự phân tán của chất ô nhiễm. Trong trường hợp này ta thấy rằng, tại không gian trên mặt đường bên trong khu dân cư gió gây ra những dòng xoáy tuần hoàn, kéo theo các chất ô nhiễm từ phương tiện vận tải đến mặt tiền của các tòa nhà và những dòng xoáy kích thước nhỏ cũng được tạo nên tại các phần tường góc cạnh của phía mặt tòa nhà. Sự lưu thông không khí như vậy trong các “hẻm núi” dẫn đến sự gia tăng nồng độ 12/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 34 khí thải tại mặt các tòa nhà tiếp theo tính từ hướng đón gió, vì dòng xoáy lớn đầu tiên sẽ mang theo hầù hết các chất ô nhiễm từ nguồn và chúng giữ chúng lại ở tầng thấp của các tòa nhà tiếp theo. Tác động chính của các chất ô nhiễm khí quyển sẽ tập trung trong phạm vi 3 tầng đầu tiên (ít hơn 4 tầng), thực tế cho thấy sự gia tăng đáng kể về tỷ lệ mắc bệnh hô hấp ở trẻ em sống chủ yếu ở 4 tầng đầu tiên của tòa nhà. Do đó, khi lựa chọn và quyết định nơi ở tại các tòa nhà chung cư, người dân nên chọn các căn hộ nằm từ tầng 5 trở lên để tránh được các yếu tố ô nhiễm môi trường tác động tiêu cực đến sức khỏe gia đình. 5. Đề xuất giải pháp giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường do phương tiện vận tải bằng các phương án quy hoạch có tính đến sự ảnh hưởng của chế độ sục khí Để giảm thiểu thiệt hại cho sức khỏe của người dân sống gần đường đô thị, cần áp dụng phương pháp tích hợp để đánh giá chất lượng môi trường sống có tính đến các yếu tố tác động chính. Điều quan trọng là xác định các nguyên nhân chính và cơ bản để xây dựng phương pháp làm giảm tác động của giao thông đường bộ đến môi trường sống. Theo quan sát và nghiên cứu thực địa, khi phát triển các dự án quy hoạch khu dân cư gắn liền với quy hoạch môi trường, đầu tiên cần đưa ra các đánh giá vệ sinh về chế độ sục khí dự đoán, cũng như đánh giá mức độ ô nhiễm không khí dự kiến. Cơ sở đầu tiên để đánh giá chế độ sục khí cần thiết phải gắn liền với quan điểm về cảm nhận nhiệt độ của cơ thể con người, sau đó tiếp tục tuân thủ đến các yếu tố về tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường đô thị. Vào mùa hè, tốc độ gió thuận lợi nhất nằm ở ngưỡng từ 1÷ 4 m/s. Hiệu ứng kích thích của gió xảy ra ở tốc độ lớn hơn 6-7 m/s [7]. Việc nghiên cứu các mục tiêu quy hoạch và công tác phát triển đô thị đóng góp một vai trò quan trọng trong việc phát triển đô thị bền vững, hiện nay các dự án quy hoạch ít quan tâm nhiều đến các tiêu chuẩn vệ sinh môi trường không khí. Vì vậy, để xây dựng được một phương án thiết kế tối ưu phù hợp với các tiêu chuẩn môi trường cần thiết phải đảm bảo phương trình cơ bản sau [12]: . max . − = C j u jC Ae (4) Trong đó Cmaxj – nồng độ tối đa cho phép của thành phần riêng lẻ của khí thải; UCj – vận tốc gió (m/s), cung cấp sự pha loãng của các thành phấn trong không khí đến nồng độ cho phép trên 1 đoạn đường. Kết quả chia (3) và (4) và logarit, ta thu được phương trình sau: 0 max 1 ln− = j j C j q u u C (5) Trong đó u0 – vận tốc gió trên đường phố theo phương án thiết kế quy hoạch sẽ được điều chỉnh (m/s); max j j q C - dung trọng của thành phần trong không khí (tính theo 1 đơn vị Cmax) với các thông số về lưu lượng giao thông trên đường phố. Vế trái của phương trình (5) phản ánh sự thiếu hụt khí hoặc vận tốc gió ∆u=(uCj – u), cần thiết để đưa dung trọng của các thành phần trong không khí xung quanh đạt tiêu chuẩn vệ sinh bằng cách thay đổi các quyết đinh quy hoạch. KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 12/2019 35 Tồn tại mức độ tương quan của nồng độ khí thải và vận tốc gió tính từ hướng thổi đến trục của đường, thông số b/H và mật độ của các tòa nhà [12], có thể khẳng định rằng, việc kiểm soát nồng độ ô nhiễm không khí gây ra do phương tiện vận tải tại không gian đường ở mức độ tiêu chuẩn có thể được duy trì bằng việc kiểm soát chế độ sục khí. Điều kiện thông gió của đường được đảm bảo bởi sự lựa chọn vị trí của tuyến đường theo hướng gió thổi, số tầng của các tòa nhà và phương pháp lập quy hoạch. Từ các thí nghiệm đã chứng minh rằng, hiệu ứng ức chế tốc độ gió do sự cản trở của vật cản, cụ thể ở đây là các tòa nhà sẽ chủ yếu xảy ra ở khoảng giữa của “hẻm núi”, còn ở vị trí mặt tiền thì xảy ra ít hơn. Điều này có thể được giải thích bởi tại khu vực này xuất hiện của các chất khí khác nhau khiến mật độ khí tăng lên, các thành phần trong không khí được pha trộn hỗn loạn theo các hướng khác nhau, tại các vùng góc cạnh cũng xuất hiện các dòng xoáy nhỏ, ở đây các luồng xoáy không khí va đập vào nhau, từ đó khiến cho sự lưu thông không khí bị cản trở. Kết quả cho thấy với khoảng cách của hẻm núi nằm trong phạm vi từ 1530 m thì khả năng lưu thông của không khí bị cản trở đáng kể. Ngoài ra phải tính đến sự lưu thông ngược tại các khoảng hẻm núi của khu vực dân cư. Với chiều rộng đường nhỏ hơn 3H (độ cao tòa nhà) đã quan sát thấy sự lưu thông ngược kín của tạp chất, có nghĩa là tại đây dòng xoáy giữa các tòa nhà là ổn định, khí không thoát được khỏi không gian kín. Vì vậy, khi đưa ra quyết định thiết kế, cần lưu ý rằng trong một tình huống quy hoạch nào đó có thể gây ra các trường hợp ô nhiễm nguy hiểm bởi sự lưu thông ngược kín của tạp chất. Việc phát triển hệ thống đánh giá chất lượng môi trường có tính đến mức độ ô nhiễm không khí ban đầu gây ra bởi các phương tiện vận tải và yếu tố sục khí thực sự là cần thiết tại các khu vực đông dân cư, cũng như tại các khu vực tuyến phố chính. Ở những khu vực địa lý nơi có gió mạnh chiếm ưu thế, dẫn dến hiện tượng mất nhiệt cơ thể của dân cư sống tại đó và ảnh hưởng đến sức khỏe của họ, thì việc bảo vệ khu dân cư khỏi các ảnh hưởng của gió lạnh là cần thiết. Ở đây bao gồm các phương tiện quy hoạch chắn gió, có tính đến đặc điểm của địa hình, số tầng của các tòa nhà, phương pháp quy hoạch, trồng cây và vv. Cùng với đó sự thông gió trên đường chưa đảm bảo yếu tố thoải mái – với vận tốc gió nhỏ hơn 5 m/s – được quan sát thấy trong năm tại các vùng rừng và đồi núi vào mùa hè. Thậm chí có nơi tốc độ gió thấp hơn (dưới 3m/s), gió tĩnh (0-1m/s) được ghi nhận tại các vùng ẩm ướt. Rõ ràng, trong các khu vực khí hậu này, cần phải quan tâm đến các yếu tố nhằm phát triển đô thị để cho mang lại cảm giác nhiệt thoải mái và mức độ thông gió tự nhiên của đường phố. Có thể giữ gìn và tăng cường tốc độ gió ban đầu tại các khu vực này bằng cách như tăng khoảng cách giữa các tòa nhà. Ở một số thành phố sử dụng khả năng giữ lại vận tốc gió ban đầu bằng cách vận dụng địa hình thung lũng, sự lưu thông gió của các khối không khí Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, nên loại bỏ khả năng xuất hiện một luồng không khí lưu thông tại không gian đường phố làm ngăn cản sự trao đổi không khí của các hướng gió chính. Do đó, khi xây dựng đường phố cần áp dụng các phương pháp kỹ thuật với số lượng hạn chế các tòa nhà nhiều 12/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 36 phần, nhiều góc cạnh, tạo nên các hẻm núi. Ví dụ: dịch chuyển trục của các tòa nhà vào một hàng, vị trí của chúng ở một góc hoặc thụt vào từ đường vạch xây nhà và thay đổi số lượng tầng hoặc cấu trúc thiết kế của tòa nhà [11]. Thực tế cho thấy rằng tại các thành phố lớn có yếu tố quy hoạch lịch sử lâu đời thì không bắt kịp với tốc độ cơ giới hóa của xã hội. Hiện trạng quy hoạch cũ chịu áp lực lớn và nhiều rủi ro bởi các yếu tố tác động môi trường gây nên. Để giải quyết vấn đề này cần tạo ra một môi trường sống lành mạnh, chủ yếu phát sinh ở trung tâm thành phố lớn trong điều kiện tự động hóa cần thiết sử dụng các biện pháp tái thiết và lập kế hoạch triệt để theo hướng mới như việc đưa xe tải, container ra khỏi khu vực khu dân cư, mở rộng khu phố, mở rộng phố đi bộ Giảm tỉ lệ mắc bệnh tại các khu vực dân cư do tác động tiêu cực của phương tiện giao thông là kết quả của việc thực hiện các hoạt động giao thông và quy hoach đô thị ở quy mô lớn. Ví dụ: chuyển đổi giao thông dừng sang mạng lưới đường cao tốc tại khu vực ngoại ô; phát triển mạng lưới đường hiện có và bổ sung mới ngoài hiện trạng đang có; thiết lập hệ thống góc bến đỗ, trang thiết bị cho bãi đỗ; trong khu vực dân cư trung tâm loại trừ các vùng giao thông bằng phương tiện và thay vào đó bằng hình thức đi bộ . 6. Kết luận - Mức độ ô nhiễm không khí các đô thị lớn của nước ta đang ngày càng tăng cao. Nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường tại các đô thị lớn chủ yếu do phương tiện vận tải. Nhìn chung, phương tiện vận tải thải ra rất nhiều các chất ô nhiễm tuy nhiên nổi bật vẫn là các thành phần riêng lẻ của chúng như: oxit cacbon, nito dioxide, nito oxit, lưu huỳnh dioxit, bồ hóng, bụi. - Dựa trên mô hình mô phỏng sự phân tán chất ô nhiễm với sơ đồ dạng hẻm núi trong khu dân cư ta thấy rằng mức độ ô nhiễm nặng sẽ tập trung vào khu vực hẻm cuối cùng, nơi tích tụ toàn bộ chất phát thải từ các con đường nằm trước, vì dòng xoáy lớn đầu tiên sẽ mang theo hầù hết các chất ô nhiễm từ nguồn và chúng giữ chúng lại ở tầng thấp của các tòa nhà tiếp theo và sẽ tập trung trong phạm vi 3 tầng đầu tiên của tòa nhà. - Trong công tác quy hoạch cũng như tái thiết thành phố, việc phát triển hệ thống đánh giá chất lượng môi trường có tính đến mức độ ô nhiễm không khí ban đầu gây ra bởi các phương tiện vận tải và yếu tố sục khí là thực sự cần thiết, đặc biệt tại các khu vực đông dân cư, cũng như tại các khu vực tuyến phố chính. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Báo cáo Hiện trạng Môi trường quốc gia năm 2016, Bộ Tài nguyên và Môi trường, cao-hien-trang-moi-truong-quoc-gia- nam-2016. [2]. Berkowicz, R. A Simple Model for Urban Back-ground Pollutio / R. Berkowicz // Environmental Monitoring and Assessment. – 2000. – Vol. 65. – Iss. 1/2. – P. 259–267. doi: 10.1007/978- 94-010-0932-4_28. [3]. Härkönen, J. Regulatory dispersion modelling of traffic originated pollution: academic diss. in physics / J. Härkönen. – Helsinki : University of Helsinki, 2006. – 104 p. KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 12/2019 37 [4]. Sathe Yogesh, V. Air Quality Modeling in Street canyons of Kolhapur City, Maharashtra, India /V. Sathe Yogesh // Universal J. of Environmental Research and Technology. – 2012. – Vol. 2. – Iss. 2. – P. 97–105. [5]. Андреев П. И. Рассеивание в воздухе газов, выбрасываемых промышленными предприятиями. М.: Госиздат, 1952. 81 с. [6]. Балакин В. В., Сидоренко В. Ф. Обеспечение гигиенических нормативов выбросов автомобильного транспорта в воздухе жилой застройки градостроительными средствами / Современное строительство и архитектура.. – 2016,№1(01). С.7–12. [7]. Балакин В. В., Сидоренко В. Ф., Сидоренко И. В. и др. Градостроительные мероприятия по снижению загазованности урбанизированных территорий выбросами автомобильного транспорта // Экология урбанизированных территорий. – 2015, №4, с.79–85. [8]. Балакин В.В. Влияние ветрового режима на очищение воздуха магистральных улиц от выбросов автотранспорта // Гигиена и санитария. – 1980, №6, с.5–8. [9]. Балакин В. В., Сидоренко В. Ф. Трансформация воздушного потока при обтекании жилых зданий на городских улицах // Вестник ВолгГАСУ. Сер. Строительство и архитектура. 2016.Вып. 44(63).Часть 2. С.4–18. [10]. Балакин В. В. Расчет загрязнения атмосферного воздуха на застраиваемых участках городских дорог // Вестник ВолгГАСУ. Сер. Строительство и архитектура. – 2010. – Вып. 18 (37). – С. 138–143. [11]. Балакин В. В. Регулирование аэрационного режима уличных каньонов приемами планировки и застройки // Вестник МГСУ. – 2014. – № 5. – С. 108–118. [12]. Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию размещения и развития производительных сил на территориях нового освоения и в промышленно развитых регионах. – М.: НИИ общей и коммунальной гигиены им. А.И. Сысина, 1983. 94 с. [13]. Старченко, А. В. Численное моделирование турбулент ных течений и переноса примеси в уличныхканьонах / А. В. Старченко, Р. Б. Нутерман, Е. А. Данилкин ; Томский государственный университет. — Томск : Издательство Томского университета , 2015. — 252 с. : ил. [14]. Русакова, Т. И. Прогнозирование загрязнения воздушной среды от автотранспорта на улицах и в микрорайонах города /Т. И. Русакова //Наука та прогрес трансп. Вісн. Дніпропетр.нац. ун-ту залізн. трансп. ім. Академіка В. Лазаряна. – 2013. – № 6 (48). – С. 32–44. [15]. Русакова, Т. И. Численное исследование структуры вихрового потока около высотных сооружений / 12/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 38 Т. И. Русакова, В. И. Карплюк // Вісн. Дніпропетр. ун-ту. Серія «Механіка». –Дніпропетровськ, 2006. – Вип.С. 154−160. [16]. Русакова, Т. И. Исследование загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта в «уличных каньонах» города/Т. И. Русакова // Наука та прогрес трансп. Вісн. Дніпропетр.нац. ун-ту залізн. трансп.ім. Академіка В. Лазаряна. – 2015. – № 1 (55). – С. 23–34.
File đính kèm:
- su_anh_huong_cua_phuong_an_quy_hoach_dan_cu_den_che_do_suc_k.pdf