Шумовое загрязнение на участках водно-зеленого каркаса г. Перми и г. Казани

i^5w

Водно-зеленый каркас города представляет собой пример трансформации природной среды в урбанистических условиях. Этот комплексный подход к интеграции зеленых насаждений и водных объектов в городскую среду демонстрирует стремление человека адаптировать и оптимизировать природные элементы для улучшения качества жизни в городах.

В процессе создания водно-зеленого каркаса происходит существенное преобразование исходного ландшафта. Естественные зеленые зоны и водоемы модифицируются, дополняются искусственными элементами и интегрируются в городскую инфраструктуру. Зеленые коридоры, часто создаваемые на месте бывших промышленных территорий или заброшенных участков, становятся новыми экологическими артериями города. Пешеходные и велосипедные тропы прокладываются с учетом природных особенностей местности, но при этом значительно меняют исходный рельеф.

Трансформация природной среды особенно заметна в создании искусственных водоемов, фонтанов и прудов, которые зачастую размещаются там, где ранее не было естественных водных объектов.

Города Пермь и Казань, формируя свои водно-зеленые каркасы, демонстрируют различные подходы к трансформации природной среды, учитывая местные географические и климатические особенности. Исследование шумового загрязнения в различных зонах водно-зеленого каркаса этих городов показывает, как антропогенное вмешательство влияет на шумовое загрязнение территорий.

Целью работы является оценка уровня шумового загрязнения в различных зонах водно-зеленого каркаса городов Пермь и Казань.

Задачи:

• 1.    Рассмотреть изученность вопроса исследования.

• 2.    Провести замеры уровня шума в выбранных точках водно-зеленого каркаса обоих городов.

• 3.    Сравнить полученные данные с эталонными показателями.

Изучение уровня шума на территориях водно-зелёных территориях становится неотъемлемым компонентом улучшения городской среды и обеспечения комфортного проживания в городах.

Актуальность обусловлена тем, что в современных условиях шумовое загрязнение признаётся одним из наиболее значимых факторов техногенного воздействия на окружающую среду и здоровье человека, особенно в урбанизированных районах [16]. Население городов систематически подвергается воздействию повышенных уровней шума, что негативно сказывается на качестве жизни. В связи с этим исследование проблемы шумового загрязнения направлено на выявление и оценку уровней шумового воздействия на наиболее загруженных территориях, разработку шумовых карт и формирование комплекса мероприятий, ориентированных на снижение шумового загрязнения и его вредного влияния на окружающую среду и здоровье населения [16].

Загрязнение окружающей среды шумом является опасным фактором в урбанизированных территориях. Оно характеризуется повышенным уровнем звуков и изменением их характеристик, таких как периодичность и сила. Шумовой дискомфорт обусловлен апериодическими звуками различной интенсивности и частоты. Естественные звуки природы не вызывают негативной реакции у людей. Воздействие шумового загрязнения приводит к нарушению информационных связей, что негативно сказывается на эффективности и безопасности жизнедеятельности человека. Шум также увеличивает утомляемость, риск потери слуха и вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний, что влияет на продолжительность жизни жителей-городов. Основной источник шумового загрязнения в городах – транспортные средства, включая автомобили, рельсовый транспорт и самолеты. Вклад наземного транспорта в общий уровень шума населенных пунктов составляет до 80%. Г.Т. Армишева и А.А. Бутузова считают, что ситуация в городе требует применения шумозащитных мероприятий, что в свою очередь связано с комплексным территориальным планированием и управлением специализированных функциональных органов, в зонах с высоким уровнем шума от транспорта [1]. Важно проводить мониторинг уровня шума на территориях, где автомобильные дороги примыкают к жилым зонам, больницам, детским учреждениям. Это позволит выявить проблемные зоны с превышением нормативных уровней звука. В настоящее время применяются различные способы защиты городских территорий от транспортного шума (рис. 1 / fig. 1).

Авторы приводят следующие рекомендации: важную роль играют конструктивные особенности автомобилей, такие как электродвигатели и солнечные батареи, которые снижают уровень шума. Также можно использовать автотормоза с низким уровнем шума и заменить шумные покрышки на более качественные материалы. Замена асфальта на специальное покрытие с высокой пористостью или использование акустических экранов также помогут снизить уровень шума. Эти мероприятия не только улучшат качество жизни и здоровье людей, но и обеспечат защиту от загрязнений.

Шумовое загрязнение оказывает негативное воздействие на здоровье человека и состояние окружающей среды. Зеленые насаждения являются эффективным средством борьбы с шумом благодаря их способности поглощать, рассеивать и отражать звуковые волны. Наибольшую эффективность показывают многоярусные посадки с плотными кронами и подъярусами кустарников, а также хвойные породы, такие как сосна и ель [6]. Лиственные деревья, особенно широколиственные, также обладают значительными шумозащитными характеристиками. Для максимального эффекта рекомендуется использовать плотные линейные насаждения и избегать продольных разрывов, которые снижают звукоизолирующую способность. Кроме защиты от шума, растения улучшают микроклимат, поглощают пыль и вредные вещества, что делает их незаменимыми в городской среде [6].

Рис. 1. Современные методы защиты территории жилой застройки от транспортного шума [1] Fig. 1. Modern methods of protecting the territory of residential development from traffic noise [1]

В условиях урбанизации и роста транспортных потоков шумовое загрязнение становится значимой экологической и социальной проблемой современных городов. В табл. 1 / tab. 1, на основе анализа опубликованных ранее работ [2–5, 7–12, 14–15, 20], представлены данные о уровнях шумовой нагрузки в несколь- ких российских городах, а также перечислены предложенные меры по минимизации воздействия шума на окружающую среду и здоровье человека. Приведенные примеры включают использование зеленых насаждений, установку шумозащитных экранов, оптимизацию транспортной и городской инфраструктуры.

Таблица 1

Уровни шумового загрязнения в российских городах и меры по его снижению

Table 1

Noise pollution levels in Russian cities and measures to reduce it

Город // City	Средний уровень шума, дБ // Average noise level, dB	Максимальный уровень шума, дБ // Maximum noise level, dB	Рекомендуемые меры снижения уровня шума // Recommended noise reduction measures
Санкт-Петербург // Saint- Petersburg [9]	61-65	77	Снижение транспортного потока, строительство объездных дорог, вывод промышленных предприятий из центральных районов // Reduction of traffic flow, construction of bypass roads, withdrawal of industrial enterprises from central areas
Краснодар // Krasnodar [3]	Нет данных // No data available	85	Применение шумозащитных экранов, регулярный мониторинг шума, создание зеленых зон // The use of noise barriers, regular noise monitoring, and the creation of green areas
Муром // Murom [20]	Нет данных // No data available	Нет данных // No data available	Разгрузка транспортных потоков, рациональное проектирование застройки, мероприятия по озеленению // Unloading of traffic flows, rational design of buildings, landscaping measures
Рязань // Ryazan [8]	49,4-60,7	70	Регулярный контроль акустического режима зеленых зон, пересмотр нормативов с учетом утренних часов выходного дня, создание дополнительного озеленения // Regular monitoring of the acoustic regime of green areas, revision of standards taking into account the morning hours of the weekend, creation of additional landscaping
Иркутск // Irkutsk [14]	Деревья и кустарники снижают уровень шума, в среднем, на 9,7 дБА // Trees and shrubs reduce noise levels by an average of 9.7 dBA	Нет данных // No data available	Улучшение состояния зеленых насаждений вдоль дорог, проведение комплекса мероприятий для борьбы с шумом. Созданию многорядных полос деревьев и кустарников // Improving the condition of green spaces along the roads, carrying out a set of measures to combat noise. Creating multi-row strips of trees and shrubs
Новочеркасск // Novocherkassk [7]	Нет данных // No data available	Нет данных // No data available	Создание многорядных зеленых насаждений, включающих хвойные и лиственные виды, расширение буферных зон между жилыми и промышленными территориями // Creation of multi-row green spaces, including coniferous and deciduous species, expansion of buffer zones between residential and industrial areas
Новосибирск // Novosibirsk [12]	Нет данных // No data available	81	Расширение зеленых насаждений вдоль магистралей, особенно в районах с высокой транспортной нагрузкой // Expansion of green spaces along highways, especially in areas with high traffic load
Минусинск // Minusinsk [11]	Нет данных // No data available	Нет данных // No data available	Использование древесных насаждений, таких как тополь, вяз, береза и сосна, для создания «зеленых экранов» // The use of tree stands such as poplar, elm, birch and pine to create «green screens»

Город // City	Средний уровень шума, дБ // Average noise level, dB	Максимальный уровень шума, дБ // Maximum noise level, dB	Рекомендуемые меры снижения уровня шума // Recommended noise reduction measures
Астрахань // Astrakhan [15]	Нет данных // No data available	78	Разгрузка транспортных потоков, строительство обходных дорог, установка шумозащитных экранов // Unloading of traffic flows, construction of bypass roads, installation of noise barriers
Симферополь // Simferopol [2]	35-75	Нет данных // No data available	Оптимизация городской застройки, улучшение транспортной инфраструктуры и озеленения // Optimization of urban development, improvement of transport infrastructure and landscaping
Дубна // Dubna [10]	Нет данных // No data available	85	Комплексное применение зеленых насаждений, шумозащитных экранов и организационных мероприятий // Comprehensive application of green spaces, noise barriers and organizational measures
Ростов-на-Дону // Rostov-on-Don [4]	75	100	Улучшение транспортной инфраструктуры, ограничение движения, озеленение (двухъярусная система с густыми кронами и кустарниками) // Improvement of transport infrastructure, restriction of traffic, landscaping (two-tier system with dense crowns and shrubs)
Уфа // Ufa [5]	65	95	Создание смешанных насаждений (несколько ярусов) для повышения шумоза-щиты, соблюдение проектных норм (СНИПы), увеличение ширины и плотности насаждений // Creation of mixed plantings (several tiers) to increase noise protection, compliance with design standards (SNIPs), increasing the width and density of plantings

Анализ данных показывает, что уровень шумового загрязнения в городах варьируется в зависимости от уровня урбанизации, интенсивности транспортных потоков и существующей инфраструктуры. Наиболее эффективными методами снижения звуковых нагрузок являются озеленение городской территории, применение искусственных шумозащитных экранов и организационные меры, такие как разгрузка дорожных магистралей. Это подчеркивает необходимость комплексного подхода к проблеме шумозагрязнения, учитывающего территориальные особенности городов.

Материалы и методика исследования

В рамках исследования водно-зеленый каркас рассматривался как часть пешеходно-променадного [13] пространства городов. На основе критериев благоприятной среды для человека был выделен важный параметр – отсутствие шумового загрязнения, который считается ключевым показателем комфорта.

Следуя методике Е.Н. Перцика [17], были определены три территории основного водотока и его притоков, являющиеся актуальными точками пешеходно-променадного каркаса [13] в трех зонах города (рис. 2 / fig. 2): историческое ядро, зона, примыкающая к историческому ядру, и внешняя зона.

Результаты

Проведение замеров шумовой обстановки на каждой из этих территорий и сравнение их с нормативным значением позволило оценить уровень комфортности данных мест [18] (табл. 2 / tab. 2). Такой подход к исследованию водно-зеленого каркаса позволяет получить комплексное представление о его роли в формировании комфортной городской среды и выявить потенциальные направления для улучшения качества жизни горожан.

В Перми уровень шума в зоне главного водотока варьируется от 59,2 дБ в историческом ядре, до 66,7 дБ в зоне, примыкающей к историческому ядру. В зоне притока главного водотока показатели ниже: от 46,7 дБ в историческом ядре, до 59,3 дБ в зоне, примыкающей к историческому ядру.

В Казани наблюдается несколько иная картина. В зоне главного водотока уровень шума колеблется от 48,46 дБ во внешней зоне, до 62,7 дБ в историческом ядре. В зоне притока главного водотока показатели варьируются от 54,5 дБ в историческом ядре, до 64,5 дБ в зоне, примыкающей к историческому ядру.

Обсуждение

В результате проведенного исследования были выявлены существенные различия в уровнях шумового загрязнения городских территорий Перми и Казани, что свидетельствует о значительной антропогенной трансформации природной среды в обоих городах. Однако, несмотря на общую тенденцию к превышению нормативного показателя в 55 дБ, наблюдаются интересные особенности, связанные с архитектурно-планировочными решениями и природными характеристиками городов.

Архитектурно-планировочные решения Казани демонстрируют определенную эффективность в снижении уровня шума. Это подтверждается тем, что в некоторых зонах, таких как внешняя зона главного водотока и историческое ядро притока, шумовые показатели находятся в пределах нормы. Однако, несмотря на положительное влияние этих решений, проблема шумового загрязнения в Казани остается актуальной, особенно в зонах, прилегающих к историческому ядру главного водотока и притока.

Специфика Перми, характеризующаяся изрезанно-стью территории долинами рек, играет значительную роль в формировании шумовой обстановки города. Исследование подтвердило, что в некоторых зонах, особенно во внешней зоне притока и историческом ядре притока, шумовые показатели находятся в пределах нормы. Это подчеркивает важность интеграции геоморфологических особенностей в городское планирование и необходимость сохранения и улучшения этих территорий для поддержания благоприятного акустического климата.

а)

Участок набережной реки Кама в микрорайоне "Закамск" (главный водоток) // A section of the embankment of the Kama River in die Zakamsk microdistrict (main watercourse)

Участок набережной реки

Кама, у речного порш

"Пермь - Гг (главный -^ПЕ водоток) ,7. A section of the !

' embankment of the Kama

River;near the Penn -kinviif y^1 port'fmain watercourse)

Часть набережном реки

Кама (г;

водоток) //

Pan of the embankment of the Kama River (main ^ f watercourse) *

часток реки Данилиха, мост тысяча ступеней" (приток)

A section of the Danilikha w:

River, the Thousand Steps>^

В ridge (tri bujaryf      '

Участок реки Иная Яловая (приток)/7 Section of the Malaya Yazovaya River (tributary)

Масштаб 1 : 450 000 в l сантиметре 4,5 километров // Scale 1 :450,000

Участок реки Егошиха, у Егошихинского кладбища (приток) 7 Section of the Yegoshikha River, near the Yegoshikhinsky cemetery (tributary)

in I centimeter 4.5 kilometers

Рис. 2. Расположение участков исследования в: а) г. Перми; б) г. Казани*

Fig. 2. Location of research areas in: a) Perm; б) Kazan*

* Примечание : Синие точки – участки вдоль главного водотока. Красные точки – участки вдоль притока главного водотока.

* Note: The blue dots – areas along the main watercourse. Red dots – areas along the tributary of the main watercourse.

Таблица 2

Уровень шума на участках водно-зеленого каркаса в г. Перми и г. Казани

Table 2

Noise level in areas of the water-green framework in Perm and Kazan

Часть водотока // Part of the river	Зоны города по Е.Н. Перцику // City zones according to E.N. Pertsik [16]	Уровень шума, дБ // Noise level, dB
		Пермь // Perm	Казань // Kazan
Главный водоток // Main river	Зона, примыкающая к историческому ядру // The area adjacent to the historical core	66,7	60,2
	Внешняя зона // The outer zone	62,0	48,5
	Историческое ядро // The historical core	59,2	62,7
Приток главного водотока // Tributary of the main river	Зона, примыкающая к историческому ядру // The area adjacent to the historical core	59,2	64,5
	Внешняя зона // The outer zone	54,0	61,2
	Историческое ядро // The historical core	46,7	54,5
Нормативный показатель // The permissible level [18]		55,0

Результаты исследования также показывают, что на территориях, расположенных у магистральных направлений автодорог, практически невозможно достичь комфортного шумового показателя. Это наблюдается в обоих городах, где зоны, примыкающие к историческому ядру главного водотока, характеризуются наиболее высокими уровнями шума. С другой стороны, шумовая нагрузка на территории, расположенные вблизи больших зеленых массивов, оказывается в пределах нормы. Это подтверждает важность сохранения и расширения зеленых зон в городской среде, как эффективного средства борьбы с шумовым загрязнением. Особый интерес представляют территории, расположенные во врезах земной поверхности, где шумовые показатели приближаются к нормативным значениям. Это наблюдение подчеркивает потенциал использования рельефа для создания комфортной шумовой обстановки зон в городской среде.

В нашей более ранней публикации [19] использовалось мобильное приложение для измерения уровня шумового загрязнения на набережных городов Казани и Перми. Главная задача данной работы заключалась в анализе текущего уровня шумовой обстановки и её сравнении с действующими стандартами. В ходе работы была разработана методология, основанная на измерениях, проведенных в густонаселенных точках набережных, где фиксировались минимальные, максимальные и средние уровни шума. Результаты показали, что на набережной р. Казанки уровень шума колебался от 52 до 76 дБ, среднее значение составило 66,09 дБ, причем 87,5% точек превышали нормативно допустимый уровень. На набережной р. Камы значения колебались от 50 до 87 дБ со средним показателем 66,5 дБ, при этом 70% измерений также превышали норму. Данные подтверждают наличие экологической проблемы, требующей комплексного подхода к снижению шумового загрязнения, включая оптимизацию градостроительных решений и внедрение мер по озеленению. Это исследование подчеркивает важность реализации инновационных технологий для улучшения шумовой обстановки на набережных, что может существенно повысить качество городской среды, способствуя улучшению жизни горожан и повышению рекреационной привлекательности данных зон.

Проблема шумового загрязнения актуальна для многих городов России. Однако есть некоторые особенности в пространственном распределении шума, связанные с архитектурно-планировочными решениями и природными характеристиками городов. Так, в Симферополе [2] измеренные уровни шума варьируются от 35 до 75 дБ, в целом средние показатели соответствуют санитарным нормам, хотя превышения также встречаются. В Иркутске [14] зеленые насаждения снижают уровень шума в среднем на 9,7 дБ, но не всегда до нормативного уровня (55 дБ). В Новосибирске [12] уровень шума за полосой зеленых насаждений снижается в 1,5–1,8 раз, но все равно значительно превышает допустимые нормы. Исследования в Рязани [8] показали, что 60% опрошенных недовольны шумовым режимом городских рекреационных территорий. Общая тенденция – превышение эталонного показателя в 55 дБ в большинстве городов.

Для крупных городов типичен уровень шума от 60 дБ до 75 дБ. Это подтверждается данными из различных исследований в разных городах России. Например, в Симферополе [2] измеренные уровни шума варьируются от 35 до 75 дБ, в Перми и Казани максимальные значения достигают 66-67 дБ.

Зеленые насаждения способны снижать уровень шума на 10-15%. Исследования показывают, что эффективность зеленых насаждений в снижении шума варьируется от 6% до 15% в зависимости от вида растений и плотности посадки. Например, в Иркутске [14] зеленые насаждения снижают уровень шума в среднем на 9,7 дБ, в Новосибирске [12] – в 1,5–1,8 раз (что соответствует примерно 10–15% снижению).

Пермь и Казань можно считать типичными крупными городами для Российской Федерации, с точки зрения уровня шумового загрязнения. Показатели шума в этих городах соответствуют общей тенденции превышения нормативного уровня 55 дБ, что характерно для большинства крупных российских городов.

Практики создания зеленых насаждений показали свою эффективность в таких городах, как Иркутск [14], Новосибирск [12], Минусинск [11], Санкт-Петербург [9]. В этих городах зеленые насаждения значительно снижают уровень шума, хотя не всегда до нормативных значений. Требуется более активное внедрение подобных практик в Перми и Казани, особенно в зонах с превышением допустимых уровней шума. Это может включать создание многоярусных зеленых насаждений, использование видов растений с высокой шумопоглощающей способностью (например, тополь, вяз), а также комплексный подход к озеленению городских территорий, особенно вблизи основных источников шума.

Заключение

Уровень шума в Казани соответствует комфортному показателю только во внешней зоне главного водотока.

Историческое ядро в притоке главного водотока находится в критическом положении. Здесь наиболее перспективным представляется получить позитивные эффекты от снижения шума. В других частях водно-зелёного каркаса Казани необходима разработка и внедрение существенно проработанных шумопонижающих мероприятий.

В Перми комфортная зона по шуму охватывает историческое ядро приток главного водотока. Приоритетным местом для города является внешняя зона притока главного водотока для получения быстрого эффекта от снижения шума. В других частях водно-зелёного каркаса Перми необходима разработка и внедрение существенно проработанных шумопонижающих мероприятий.

Подход Казани заключается в создании зеленых барьеров вдоль основных транспортных магистралей и расширении существующих парковых зон.

В Перми подход основан на интеграции водных объектов в городскую среду и создании буферных зон с высокой плотностью зеленых насаждений.

Проектирование водно-зеленого городского каркаса способствует не только к повышению качества городской среды, но и даёт возможность к предотвращению шумового загрязнения. Такая структура не только эффективно снижает уровень шума, но и способствует улучшению микроклимата, повышению биоразнообразия и созданию рекреационных зон для жителей. Водные объекты, такие как реки, пруды и фонтаны, обладают естественной способностью поглощать звуковые волны, а зеленые насаждения служат дополнительным барьером для распространения шума.