基于城市現代有軌電車建設的環境影響分析——以沈陽有軌電車建設項目為例

易雨晟,王克琴,謝凱

(1.湖北大學資源與環境學院,湖北 武漢 430000;2.長江航道測量中心,湖北 武漢 430000)

基于城市現代有軌電車建設的環境影響分析——以沈陽有軌電車建設項目為例

易雨晟1,王克琴1,謝凱2

(1.湖北大學資源與環境學院,湖北 武漢 430000;2.長江航道測量中心,湖北 武漢 430000)

摘要:指出了近年來隨著城市的發展,人口和汽車數量不斷增多,公共交通體系急需升級,軌道交通成為城市公交系統發展方向之一。以沈陽有軌電車項目為例進行了分析,根據典型路段預測了結果:在有軌電車最高運行時速情況下,距軌道中心線20m處,大部分路段均能滿足2類功能區噪聲標準要求,個別路段超標原因是本底噪聲較大。有軌電車項目對噪聲增加的貢獻值較小,不會對噪聲敏感點產生較大影響。

關鍵詞:有軌電車:環境影響:防治措施

1引言

隨著城市發展速度日益加快,現有城市交通模式已不能適應時代的發展,同時,私家車數量不斷增長,不僅使城市的交通變得更加擁堵,還引起空氣污染、汽油消耗、泊車困難等諸多問題。常規公交車與其他車輛共用路面,速度不能得到很大提高,地鐵則成本投入過大。相比之下,一種新型的現代有軌電車逐漸受到重視,它由傳統的有軌電車發展而來,經過了全面的技術改造,不僅在車體外觀設計上更加美觀,車輛性能也較傳統有軌電車有了進一步的提高。現代有軌電車同等運量造價僅為地鐵的1/3,建設周期是地鐵的1/4~1/2[1],是一種介于常規公交和輕軌之間的中低運量的軌道交通系統,它更適合大城市與周邊城鎮的連接,使中小型城市交通得到有效發展。

2沈陽有軌電車建設概況

沈陽渾南現代有軌電車是我國目前一次性建設規模最大的現代有軌電車路網,由中國北方機車車輛工業集團公司(簡稱中國北車)以BT(建設-移交)模式建設。整個一期路網由5條線路組成,其中,4號線處于建設中。路網總長約60km,共設車站67個。運行車輛為中國北車研制的現代有軌電車。有軌電車載客行走1km耗電0.07kW·h,僅為快速公交的1/4左右。供電方式采用了中國北車首創的“無承力索柔性牽引網+超級電容”,既節能環保,又兼顧城市景觀,是超級電容供電技術在我國軌道交通中的首次應用(圖1)。

圖1　有軌電車運行

有軌電車項目位于沈陽市渾南新區,主要連接奧體中心、沈陽南站、全運中心、桃仙國際機場、沈撫新城,主要功能為服務全運會,打造大渾南新型、綠色環保的公共交通系統。沈陽市渾南新區有軌電車一期工程運營線路分別為1號線、2號線、3號線和5號線。運營線路見表1和圖2。

表1　渾南有軌電車運營線路

圖2　有軌電車線路

工程列車初期、近期編組為1輛,遠期編組為2輛,采用模塊型編制即可連接可拆卸車廂,單個模塊車輛定員245人。設計年限,即初期2016年,近期2023年,遠期2033年。編組長度為28320mm(單輛),57000mm(兩輛),線路最高運行速度為70km/h,全線設計近期全日運送能力20.9萬人,平均運距6.76km;全線設計中期全日運送能力32.2萬人,平均運距6.52km;全線設計遠期全日運送能力65.6萬人,平均運距5.45km。

3有軌電車環境影響

3.1　施工期環境影響

有軌電車項目建設會對城市生態環境造成一定影響。首先施工過程中將不可避免的產生振動和噪聲影響,主要是施工機械噪聲和運輸車輛交通噪聲,其中施工機械噪聲主要是由挖掘機和推土機等運行時產生,排放方式為間歇性排放,聲源較大的機械設備聲級約在85~100dB,因此,如不對施工噪聲加以控制,會對周圍的環境產生較大影響。

其次,揚塵是項目施工期間影響環境空氣的主要污染物,來源于多項施工環節無組織排放,如建筑場地的平整清理,土石方挖掘回填,物料堆存,建筑材料的裝卸、搬運以及運料車輛的出入等。揚塵量的大小與施工現場條件、管理水平、機械化程度及施工季節、土質及天氣條件等諸多因素有關。各種粉塵和揚塵在晴朗、干燥、有風的天氣下將會對周圍環境空氣產生較大影響。施工期產生的粉塵屬無組織排放,且其擴散多在呼吸層,對周圍環境影響突出,因此施工期粉塵對周圍一定范圍內的大氣環境質量會產生一定影響。

施工期間所產生的固體廢物主要有施工廢料、施工人員的生活垃圾等,這些固體廢物臨時集中堆放,及時清運交有關部門進行相關處理,不會對周圍環境產生長期不良影響。

3.2　運營期環境影響

有軌電車是由電力驅動,沒有化石燃料的燃燒,可以實現大氣污染零排放,有利于城區大氣環境的改善。據相關研究,有軌電車運行單位能耗僅相當于城市公路交通的1/3,為有軌電車提供電能的發電站排放的大氣污染物比同等運量的公共汽車交通低94%[2],而且隨著有軌電車的班次密度和運量的提升,人們出行選擇私家車的比例應會大大減少,汽車尾氣產生的氮氧化物也會減少。現代有軌電車采用的是到站充電,各車站充電設施產生的電磁輻射強度很小,行駛過程中為車內電池供電,不會對沿途的敏感設備產生干擾,電磁輻射值也不足以對周邊居民健康產生影響,而營運期最主要的環境影響來自于行車噪聲。

4環境噪聲分析

有軌電車行車系統噪音來源主要有兩個部分:一是行車車輪與鋼軌摩擦產生的噪音,二是車輛維修車間、編站組產生的噪聲。

4.1　噪聲源強

工程建成后對環境產生影響的噪聲是列車運行及檢修作業噪聲。車輛檢修噪聲按常規機械噪聲點源擴散模式預測:有軌電車運行噪聲根據車輛選擇及類比結果,車輛運行時速取最高時速70km/h,源強值取78.2dB(A)。

4.2　車輛檢修噪聲預測

車輛檢修噪聲預測結果見表2。

表2　車輛檢修噪聲預測表　dB(A)

由表2知,車輛檢修噪聲預測值晝間為23.0~41.0dB,均可達到《工業企業廠界環境噪聲標準》(GB12348~2008)中2類功能區標準要求。

4.3　典型路段噪聲預測

4.3.1　預測路段劃分

根據系統行車設計,一期工程采用共線運行,共開行4路電車,按行車數目不同,評價將一期工程分為3個路段進行預測,路段劃分與行車計劃情況見表3。

表3　噪聲預測路段劃分

4.3.2　預測方法

營運期噪聲可按照線聲源計算,計算公式如下[3]:

式中,Lp為線聲源在預測點產生的聲級(倍頻帶聲壓級或A聲級);Lp0為線聲源參考位置r0處的聲級;r為預測點與線聲源之間的垂直距離,m;r0為測量參考聲級處與線聲源之間的垂直距離,m;ΔL為各種衰減量,包括空氣吸收、聲屏障或遮擋物、地面效應等引起的衰減量。

總的等效聲級為:

式中,ti為第i個聲源在預測點的噪聲作用時間 (在T時間內);Lpi為第i個聲源在預測點產生的A聲級;T為計算等效聲級的時間。

4.3.3　預測結果與評價

根據不同劃分路段距軌道中心線不同距離、不同高度的噪聲預測值見表4、表5。

表4　晝間有軌電車運行噪聲預測值　dB(A)

對于路段1而言,距軌道中心線距離20m、垂向8m處,運營初期、近期和遠期的噪聲預測值分別為晝間52.5dB、54.6 dB和58.1dB,夜間42.5dB、42.5dB和46.0dB,均滿足2類功能區要求

對于路段2而言,距軌道中心線距離20m、垂向8m處,運營初期、近期和遠期的噪聲預測值分別為晝間55.4dB、57.4dB和60.9dB,夜間45.6dB、45.6dB和49.0dB晝間遠期達不到2類功能區要求。夜間均能達到2類功能區要求。

對于路段3而言,距軌道中心線距離20m、垂向8m處,運營初期、近期和遠期的噪聲預測值分別為晝間52.3dB、54.2dB和57.7dB,夜間42.5dB、42.5dB和46.0dB,滿足2類功能區要求。

表5　夜間有軌電車運行噪聲預測值　dB(A)

根據典型路段預測結果,有軌電車在最高運行時速情況下,距軌道中心線20m處,大部分路段均能滿足2類功能區標準要求。因項目基本上在現有道路范圍內實施,部分敏感點受現有道路交通噪聲的影響有超標現象,超標敏感點主要有小羊安村、沈陽建筑大學城建學院、渾南一校、江南水鄉、渾南實驗學校、萬科新里程、塞納家園、建筑大學和金地濱河花園等,運行期應采取防治措施。總體講有軌電車項目對環境噪聲增加的貢獻值較小,不會對噪聲敏感點產生較大影響。

5措施及建議

5.1　施工期

施工期的建筑揚塵多屬于無組織排放,對于施工場地易產生二次揚塵的作業面(點)、道路進行灑水,對進出車輛限速以減少二次揚塵。加強物料轉運、使用的管理,合理裝卸、規范操作。定期清理施工場地內道路、物料堆置場院地的塵埃及雜物并外運。噪音污染主要來源于運輸車輛以及工程機械,在不影響施工質量的前提下,盡量采用低噪聲、低振動的設備與方式進行地基施工與結構施工:對有固定基座的設備應作單獨地基處理,以減少地面振動與結構噪聲的傳遞:規范操作,并加強對設備的維護保養,以維持其正常運轉。減少人為噪音,嚴格執行各地施工有關規定。

5.2　營運期

5.2.1　軌道系統的防治措施

車輛選型選用先進的車輛系統,把軌道系統直接受到的質量沖擊減小,采用彈性車輪或者降噪車輪。在鋼軌及軌枕之間及軌枕和道床之間架設彈性墊層,盡量減少噪聲。車輪和軌道要定期保養維護,使用一定年限后車輪要修鏈,軌道表面要打磨,保證接觸面的良好狀態。另外降低喇叭聲級,減少鳴笛次數,禁止夜間鳴笛。

5.2.2　種植綠化防噪帶

在有軌道路兩側種植綠化帶,可達到吸納聲波的作用。吸納能力與綠化帶的高度,寬度,位置配置方式以及植物種類有關,相關資料表明,當綠化帶寬度大于10m時,可降低交通噪聲4~5dB。

5.2.3　采用聲屏障技術

在干線兩側設立聲屏障即可以作為廣告宣傳牌也可以降低噪音[4],聲屏障技術主要是采取了聲屏障材料對聲波進行吸收反射等一系列物理反應來降低噪音,根據測試采用聲屏障效果可達到10dB以上。部分環境敏感點如學校、醫院、政府機關等可以安裝雙層玻璃也有一定效果。

6結語

沈陽有軌電車建設不僅豐富了城市公共交通的種類、解決了城市公共交通對于舒適性和速度的共性需求,同時,與同等運量公交系統相比,節約了土地資源和燃油能耗,減少了汽車尾氣排放以及車輛噪聲。項目施工期對生態環境產生的影響較小而且為暫時性的影響,運行期噪聲在可控范圍內。項目建成后有利于整體城市環境質量,對于城市的生態環境也有一定的促進作用。對于全國其他大中城市有一定借鑒意義,具有推廣實施的可行性。

參考文獻:

[1] 王明文,王國良,張育宏.現代有軌電車與城市發展適應模式探討[J].城市交通,2007(6).

[2] 王曉佳,游婷,王薇.武漢市現代有軌電車發展適應性研究[J].交通與運輸,2012(1).

[3] 中華人民共和國環境保護部.HJ2.4-2009環境影響評價技術導則聲環境[S].北京:中華人民共和國環境保護部,2009.

[4] 李莉紅.有軌電車交通噪音對環境的影響[J].遼寧城鄉環境科技,2010(17).

Analysis of the environmental impact of urban modern tram construction

Shengyang modern tram construction as an exam

Yi Yusheng1,Wang Keqin1,Xie Kai2

(1.FcultyofresourcesandenvironmentalscienceHubeiuniversityHUBEIWUHAN

430000 2.CHANGJIANGWaterwaysurveycenterHUBEIWUHAN430000)

Abstract:As the development of the cities and growth of its population and the number of cars,Public transport need to upgrade,Rail transit has become the direction of development of urban public transport system.ShengYang modern tram is the first project in china,Construction of the environmental impact is mainly mechanical noise,dust and solid waste,Operation of environmental impact from noise.According to the prediction results of typical road,In the case of maximum operating speed of trams,20m away from the centerline of the track,most of the sections can satisfy the Class 2 functional area noise standards,Because of the background noise is large so individual sections exceeded.Noise contribution value of the project is very small,Will not have a significant impact on noise-sensitive points.

Key words:Trams; environmental impact; prevention and control measures

中圖分類號:U482.1

文獻標識碼:A

文章編號:1674-9944(2015)01-0205-04

作者簡介:易雨晟(1990—),男,湖北武漢人,湖北大學資源與環境學院碩士研究生。

收稿日期:2014-10-25