城市軌道交通噪聲環境影響評價方法及實例分析
近年來我國城市軌道交通發展迅速,目前全國已有20多個城市在建或擬建城市軌道交通工程,由此引發的噪聲影響也已成為突出的環境問題之一,引起社會各方面的廣泛關注[19]。因此,如何準確有效地評估和預測城市軌道交通運營后對沿線周邊環境的噪聲影響,提出預防或減緩不良環境噪聲影響的對策和措施,是實現面向可持續發展的城市軌道交通環境影響評價有效性的重要內容。我國城市軌道交通建設項目環境影響評價工作起步較晚,目前尚無一套完整統一的、可供實際使用的噪聲環境影響評價方法和模式[10,11]。現以廣州市城市軌道交通六號線工程環境影響評價為例,結合我國目前正廣泛開展的城市軌道交通工程環境影響評價的實際需要,對城市軌道交通噪聲環境影響評價方法進行探索和實例分析。
1 評價范圍與評價標準
噪聲環境影響評價應選擇受噪聲影響較大的居民區、學校、醫院等環境敏感點。一般敏感點控制在臨線路第一排樓房以內區域,重要敏感點如學校、醫院等擴大至臨線路第二排樓房。評價范圍一般為:風亭和冷卻塔噪聲為周圍40m以內區域,地面段、高架段兩側距外軌中心線各150m以內區域,車輛段廠界外150m以內區域。
由于我國目前尚無專門的城市軌道交通環境噪聲標準,在城市軌道交通工程噪聲環境影響評價中,存在執行標準不統一的問題[7]。城市軌道交通噪聲評價應以現有相關標準為基本依據,如果不能正確理解和應用現有標準體系,將導致錯誤的評價結論,并對噪聲環境污染防治、環境規劃與管理產生誤導[8]。因此,評價中選用的標準必須符合項目所在地區的環境功能區劃及《城市區域環境噪聲標準》適用區域劃分要求。
2 環境噪聲現狀評價
噪聲環境現狀評價應在現場調查和現狀監測的基礎上進行。現場調查主要通過實地踏勘、現場詢問和走訪座談等方式,詳細了解主要噪聲敏感點的分布、功能、規模、建筑物布局、受影響人數及周圍聲環境概況。同時走訪線路沿線環境保護和規劃部門,收集相關城市環境功能區劃、城市發展規劃及環境噪聲適用標準等基礎資料,聽取有關部門及公眾對評價工作的意見和要求。
全面把握軌道交通沿線聲環境現狀,為噪聲預測提供基礎資料,還應進行現狀監測[9]。環境噪聲測量值為A聲級,以等效連續A聲級作為評價量。環境噪聲現狀監測主要針對分布有敏感點的高架段、車站風亭和冷卻塔、變電所、車輛段及進入車輛段地面路段布點,監測點一般布設在距聲源最近的臨線路第一排敏感點處,重要敏感點或工程后受影響較大的地段適當增加監測點。同時由于城市交通干道交通噪聲突出,對評價范圍內的主要交通干道亦設置監測點,使所測量的數據既能反映評價區域的聲環境現狀,又能為噪聲預測提供可靠的基礎數據。
3 預測方法及模式
3.1 預測方法
噪聲環境影響預測主要根據擬建軌道交通工程的性質和規模,選擇邊界條件近似的即有噪聲源進行類比監測和調查。并在此基礎上,結合項目所在區域的環境噪聲現狀背景值、車輛技術參數及設計作業量,采用《環境影響評價技術導則聲環境》(HJ/T2.41995)中推薦的預測方法對列車正常運行時高架段道路兩側、地下段以及車輛段周圍環境噪聲敏感點的等效連續A聲級進行預測。
3.2 預測模式
3.2.1 高架區段
當單列車通過時,對某一預測點處產生的噪聲級[2-6]Lpi:
Lpi=L0+ΔLv-ΔLdi-ΔLai-ΔLgi-ΔLbi-ΔLci-ΔLw+ΔLj
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3.2.2 地下區段
地下區段對外界環境可能產生影響的噪聲源主要為風亭和冷卻塔,可視為點聲源。預測計算中,風亭、冷卻塔聲源單獨作用于預測點的聲級,按其噪聲傳播衰減計算公式計算:
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LpA———預測點的A聲級,dB;
Lp0———聲源參考位置r0處的聲級,dB;
r———預測點至聲源的距離,m;
r0———參考距離,m;
K———聲源幾何衰減系數,根據聲源的幾何尺寸與傳播距離的關系來確定,參照《環境影響評價技術導則聲環境》(HJ/T2.41995),K=10～20;
Lt———修正聲級,dB;Lt主要考慮聲源與預測點之間由于建筑物的屏障作用,空氣吸收和地面聲吸收引起的聲衰減值。
根據《環境影響評價技術導則聲環境》(HJ/T2.41995)及《聲學 戶外聲傳播的衰減》(HJ/T17247.2-1998)確定。等效連續A聲級的計算公式為:
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式中:LpA———聲源在預測點處的聲級,dB;
T———晝夜間時段,s;(晝間T=57600s,夜間T=28800s)
t———風亭、冷卻塔在預測時段內的累計作用時間,s;
Lp———無列車時預測點的背景噪聲值,dB。
4 實例分析
4.1 工程概況
廣州市軌道交通首期工程潯峰圩至燕塘段線路長21.0km,其中地下線長約17.7km,高架線長約3.1km,過渡段0.2km。首期工程共設車站19 座,其中2座高架站,17座地下站;車輛段1座,位于沙貝立交西南側;集中供冷站2座,分別位于海珠廣場站和區莊站;主變電站2座,分別位于大坦沙站和燕塘站附近。該段工程投資估算總額約為111億元人民幣。
4.2 確定噪聲源強
4.2.1 直線電機運載系統噪聲源強
廣州市軌道交通六號線在國內尚屬首次采用直線電機運載系統,據調查,日本和加拿大直線電機驅動車輛的噪聲源強見表1。
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4.2.2 風亭噪聲源強
采取類比監測方式,確定風亭噪聲源強,類比點選擇已運營的廣州軌道交通二號線的中大站風亭和鷺江站風亭。廣州軌道交通二號線風亭噪聲類比監測結果見表2。
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4.2.3 冷卻塔噪聲源強
該工程在海珠廣場和區莊設置集中冷站,選擇廣州地鐵二號線鷺江集中冷站進行了類比監測,并參考設計中噪聲源強度。冷卻塔主要噪聲源類比調查與監測結果見表3。
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4.3 聲環境預測評價
4.3.1 高架段預測與評價
該次影響評價分析從最不利條件考慮,按區間最高速度、高架段進行預測,預測中不考慮建筑的屏障作用和環境背景噪聲的影響。預測結果綜合考慮了軌道交通設計部門給定的初、近、遠期晝夜間車流量。按晝間運營16h等效連續A聲級和夜間列車運營時段內2h的等效連續A聲級進行預測。高架段敏感點噪聲預測結果見表4。
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由表4可見,河沙村距離線路較近,但噪聲預測值晝間僅增加了1.8dB～2.9dB,夜間增加了1.2dB～1.5dB。六號線采用直線電機運載系統投入運營以后,各敏感點初期、近期和遠期由軌道交通工程引起的噪聲增加量較小,相對于地面交通噪聲而言其貢獻率很小,項目建設對周圍聲環境影響可以接受。
4.3.2 地下段預測與評價
六號線采用集中供冷系統,集中冷站設置在海珠廣場和區莊兩個站。一般情況下冷卻塔安裝在風亭建筑物之上,故預測計算中按風亭和冷卻塔共同作用于預測點來預測。同時,考慮到目前線路規劃中風亭和冷卻塔具體位置沒有確定,預測中按距敏感點最近距離和空調期來預測。表5為地下區段各敏感點受風亭和冷卻塔噪聲影響預測結果。
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由表5可見,沿線各敏感點受風亭噪聲影響較小,而主要受市內公路交通噪聲影響。其中平安大廈噪聲變化量增幅相對較大,晝夜分別為0.7dB和1.4dB,主要是因為按空調期和距風亭、冷卻塔最近距離等最不利條件進行預測,在實際運營期間會優于上述工況。
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