2012年12月内蒙古科技与经济December2012 第24期总第274期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.24T o tal N o.274公路环境影响评价中运营期噪声源强计算方法使用的研究王英伟,王 钊(东北林业大学,黑龙江哈尔滨 150040) 摘 要:通过介绍我国交通部发布的《公路建设项目环境影响评价规范》(包括1996年和2006年规范)及环保部发布的《环境影响评价导则—声环境》中噪声源强的计算方法,并对双城市堡旭大道的噪声源强进行预测分析,认为2006年《公路建设项目环境影响评价规范》的噪声源强计算比较合理、科学。
根据该公式计算得到的各型车车速及车辆噪声源强符合实际情况,且适用范围较广,因此建议在公路运营期声环境影响评价中运用2006年规范中的车辆噪声源强计算公式。
关键词:环境影响评价;运营期;噪声源强; 中图分类号:X820.3 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)24—0031—051 公路环境影响评价概述公路环境影响是指公路建设项目完成后,对公路周边可能影响到的范围内的居民生活环境所带来的变化,这种变化主要指居民的日常生活、健康状况和生存空间等方面。
影响因素主要包括公路项目完成后所产生的各个方面的影响,如噪音、振动和废气等。
对道路交通环境影响分析的目的在于利用物理或数学经验模型,对公路环境的影响进行定性分析鉴定具体的影响因子进而进行定量分析评价确定污染需要进行处理的程度,以研究能避免、减少并弥补不良影响的措施,为公路项目的规划、设计和施工提供科学依据。
环境影响评价主要是指对环境可能造成的影响进行预测和估计,目前我国所做的工作并不完全,只对建设项目及区域开发计划实施后对环境的影响进行评价[1]。
对于公路建设项目来说,公路是一种人工的、特殊的具备一定技术标准和设施的带状建筑物。
由于其具有区域广、影响的范围大等特点,在项目施工过程中及项目完成后对周围区域的社会经济和社会环境的影响是多方面、深刻的,且难于预测和弥补。
要根据公路具体的工程概况,如车流量、车型比及车速等分析拟建道路对周围环境可能产生的影响并提出相应的措施、对策来减少对环境的污染。
根据公路特点及环评的定义可抽象概括出公路环境影响评价的概念:通过对道路工程项目建设过程中和运营期中可能造成的对社会经济环境和生态环境的污染进行识别、预测和评价,进而提出具有针对性的减缓或避免负面环境影响的措施和对策。
由于公路工程建设项目本身路线长、影响范围广泛的特点,公路环评一般采用敏感点与全线路结合,并突出环境敏感点的评价方法,利用调查分析法对水体环境、自然生态环境、社会经济环境进行评价分析,对声环境,大气环境则利用以往经验采用类比分析法和数学模式计算法[2]。
国内现有的公路环评方法主要由我国环境保护部和交通部两个部门制定,其中环境保护部制定的称为环境影响评价技术导则(T echnical Guidelines f or No ise Im pact Assessment),交通部制定的称为环境影响评价规范(Specif icat io ns f or Environmental Impact Assessm ent of Hig hway s)。
交通部曾在1996年7月发布环评规范,并于1997年1月1日起开始试行,为环评工作提供了规范化的模式。
但是随着公路环评工作的普遍开展,有关技术、资料的积累使得环评技术也不断提高,为促进公路建设项目的环保工作的实施和环评工作的质量,提高其有效性,交通部于2006年2月8日发布了新的规范,其中对公路工程项目环评的内容、标准及方法进行了详尽的说明。
2 噪声源强确定的意义公路交通环境噪声影响的因素主要有以下几点: 对声源强度大小的影响,例如车辆类型、行车速度、各型车辆的交通量、路面本身的特质以及道路的纵坡坡度、宽度等; 在噪声的传播过程中的影响因子,如声源和预测点之间的距离、地形状况和周边的植被条件等; 噪声预测点的空间位置,如预测点与公交站点和路口之间的距离、预测点对声源视角的角度等[3]。
其中,噪声源强大小的确定是其中一个重要影响因素,会影响到环境敏感点预测结果的准确性。
目前,我国常用的噪声预测模型中车辆辐射源强的计算大都是早些时候通过测试研究并经过数据统计回归得到的,已不符合我国现阶段车辆的现实情况。
最近几年,我国公路交通运输迅速发展,公路等级不断提高,汽车保有量持续增加,车辆的类型、性能和以前相比也有很大程度的改变,这势必会改变车辆行驶过程中噪声源强强度的大小。
因此,有必要对噪声源强的经验公式进行分析归纳,进而预测和计算公路交通环境噪声,并依据结果进行适当防护,以减少环境噪声对人们健康的不良・31・收稿日期:2012-09-18 总第274期 内蒙古科技与经济影响,为道路工程声环境影响评价中噪声的预测提供参考。
笔者通过分析研究交通环境中的噪声源及其对人们健康生活的危害,并根据我国交通部在1996年和2006年编写的规范以及环境保护部在2009年编写的声环境导则的介绍进而进行分析对比,指出不同噪声预测模式中如何选取参数和进行计算,并进一步对公路交通噪声源强的计算进行归纳总结。
3 常见公路交通噪声预测模式中噪声源强的确定3.1 交通部《公路建设项目环境影响评价规范(试行)》(JT J005-96)3.1.1 公路交通噪声预测。
i型车辆行驶于昼间或夜间,预测点接收到小时交通噪声值计算见式(1)。
(L Arq)i=L W0i +10lg(N iuT)- L距离+ L纵坡+L路面-13(1)式中:(L Aeq)i——第i型车辆行驶于昼间或夜间,预测点接收到小时交通噪声值,dB;L w0i——第i型车辆的平均辐射声级,dB;N i——第i辆车的平均小时交通量,辆/h;u——i型车辆的平均行驶速度, km/h;△L纵坡——公路纵坡引起的交通噪声修正量,dB;△L路面——公路路面引起的交通噪声修正量。
该预测模式的使用范围为:在距离噪声等效行车线7.5m远处作为预测模式的预测点;车辆在公路上的平均行驶速度需在20km～100km每小时之间;预测结果与实际结果之间的接近程度(即预测精度)不超过2.5分贝[4]。
3.1.2 汽车车型分类。
参照国家制定的标准《机动车辆允许噪声》(Allo wable noise l im its f or mot or vehicle)规定,公路交通噪声预测中将汽车按质量分为大型车、中型车和小型车三种类型,具体见表1。
表1 车型分类标准车型汽车总质量小型车(s) 3.5t以下中型车(m) 3.5t以上～12t大型车(L)12t以上3.1.3 汽车平均行驶速度的计算。
一辆车所产生噪声的声功率级,和它的平均行驶速度有很大的关系,行驶速度越大,其声级越大。
根据大量测试所得数据发现,单辆车在中速范围(每小时40km左右)和高速范围(每小时80km以上)行驶所产生的声功率级,与行驶速度存在一次函数关系,即L w=aV+ C,其中a和C为常数,其大小与车辆种类有关[5]。
因此,在计算噪声源强时要先确定车辆的平均速度。
各型车车速的计算公式如下所示。
小型车平均速度计算:Ys=237X-0.1602(2)中型车平均速度计算:Ym=212X-0.1747(3)其中,Y s——小型车的平均行驶速度,km/h; Y m——中型车的平均行驶速度,km/h;X——预测年总交通量中的小、中型车的小时交通量,车次/h。
大型车平均行驶速度较慢,按照中型车车速的80%进行计算。
这两个公式并不适用于所有车辆的速度计算,当公路实际运营条件不能按以上公式进行计算时,需进行公式修正。
公式仅适用于设计车速为120km/h双向四车道高等级道路的噪声预测,当公路设计车速小于每小时120km时,车辆速度减小,在计算车辆平均行驶速度时需按比例递减;小型车计算公式(式2)适用条件较严格,仅适用于小型车占道路总交通量的50%以上且小型车的车流量在70辆～3000辆之间,当小型车车流量不符合该条件时,每减少100车次(少于100车次按100车次计),平均速度按30%递减,;中型车计算公式(3)要求其车流量在25辆～2000辆车之间;这两个公式只适用于白天车辆的平均行驶速度的计算,车辆夜间行驶速度根据公式(2)、(3)计算后,折减20%作为夜间平均行驶速度。
3.1.4 不同车型的噪声源强计算。
为了研究清楚车辆行驶过程产生噪声大小与平均速度之间的关系,根据《1993年全国民用汽车保有量统计资料》选择具有代表性且保有量大的大型车、中型车和小型车各27辆,依据《公路交通噪声排放源试验》,进行了209次车辆噪声排放测试,从中选取了24250个数据进行分析研究,并统计分析其结果。
分析结果也证实了噪声值与车速之间的线性相关性且其关联程度很好,r>r0.01。
因此,将此次测试结果作为计算汽车噪声源强的经验公式,如下式所示。
大型车:L w,i=77.2+0.18VL(4)中型车:L w,m=62.6+0.32VM(5)小型车:L w,s=59.3+0.23VS(6)式中:i——表示大(L)、中(m)、小(s)型车,按表1划分;Vi——车辆平均行驶速度,按上一小节计算公式进行计算,km/h。
3.1.5 噪声修正量的计算。
该公路预测模式中主要考虑了纵坡和路面材料的不同引起的修正量。
依据国内对城市交通噪声进行的一次最全面系统的研究——《城市道路交通噪声控制研究》所提供的车辆噪声的数据,公路引起的交通噪声修正值△L纵坡按下式计算:大型车:△L纵坡=98× (dB)(7)中型车:△L纵坡=73× (dB)(8)小型车:△L纵坡=50× (dB)(9)式中: ——公路的纵坡坡度。
车辆产生的噪声强度和路面状况也有一定关系,不同材料的路面对噪声有很大影响。
主要是由于车辆轮胎与路面表面接触摩擦时产生的,特别是高速行驶的小型车产生的噪声更大,危害更强。
因此,在计算车辆声功率级时,应根据路面粗糙度再附加修正值。
路面修正值的计算不易确定,需参考大量国内外相关资料[6],这里依据我国水泥混凝土路面和沥青混凝土路面公路测试的交通噪声数据,并参考大量国外的数据统计资料确定公路路面引起的交通噪声修正值 L路面,见表2取值。
・32・ 王英伟,等・公路环境影响评价中运营期噪声源强计算方法使用的研究2012年第24期 表2 路面修正量路面 L路面(dB)沥青混凝土路面水泥混凝土路面0 1～23.2 交通部《公路建设项目环境影响评价规范》(JT G B03-2006)3.2.1 公路交通噪声预测。
公路交通噪声级计算如下式所示:L Arqi=L oi+10lg N i+ L距离+ L地面+ L障碍物-16(10) L Arq交10lg[100.1(LArq)大+100.1(LArq)中+100.1(L Arq)小]+ L1式中:L Aeqi——i车型车辆的小时等效声级,dB; L Aeq交——公路交通噪声小时等效声级,dB;L o i——该车型车辆在参照点(7.5m处)的平均辐射噪声级,dB;N i——该车型车辆的小时车流量,辆/h; T——计算等效声级的时间,取T=1h;V i——该车型车辆的平均行驶速度,km/h; L距离——距噪声等效行车线距离为r的预测点处的距离衰减量,dB; L地面——地面吸收引起的交通噪声衰减量,dB; L障碍物——噪声传播途中障碍物的障碍衰减量,dB; L1——公路弯曲或有限长路段引起交通噪声修正量,dB。