不同地形條件下道路噪聲污染影響問題探討

付正旭，孫文杰，劉 明，尹 勤，張玉麟

（蘭州大學 大氣科學學院，甘肅 蘭州 730000）

不同地形條件下道路噪聲污染影響問題探討

付正旭，孫文杰，劉 明，尹 勤，張玉麟

（蘭州大學 大氣科學學院，甘肅 蘭州 730000）

道路建設工程運營期獨特的線狀、流動性噪聲污染，一直是居民、環保部門以及各類企業關注的重點。結合道路所在區域環境特征，準確、有效地對道路投運后機動車輛帶來的噪聲污染進行預測評估，為道路的投建、運營做好前期規劃設計、選線、走向進行合理性分析，預測噪聲污染強度等顯得十分重要。在噪聲污染預測計算過程中，除噪聲源強參數的合理設置外，考慮路段沿線地形地貌對預測結果的影響，對于預測值的可靠性、真實性以及項目投建后實行的具體措施方案有很大影響。國內對于不同地形條件下噪聲污染強度的差異性探討很少。因此，本次研究選擇某國道建設項目作為案例，在模式參數設置一致的前提下，采用NoiseSystem V2.0.1預測軟件分別就不同地形條件下，道路噪聲對敏感點的影響展開討論。結果表明：噪聲傳播過程中受復雜地形的影響，衰減效果十分明顯，各敏感點均達標，而簡單地形條件下，同源強噪聲污染在各敏感點均出現了不同程度的超標；通過預測值與項目運營后實際監測結果的對比，發現復雜地形下的噪聲污染預測結果更接近道路投運后的監測值。

道路噪聲污染；線源；地形數據；聲環境影響預測

0 引言

公路項目運營期噪聲影響的特殊性，主要體現在流動性線狀聲源對于環境的影響。對于區域跨度范圍較大的道路項目，由于道路設計選線會途經不同類型的地形區域，因此，不同地形對噪聲傳播的影響，建成運營后將直接決定沿線敏感點的噪聲污染超達標情況。

目前在道路噪聲預測工作中，往往是做“保守預測”，忽略地形數據的導入，默認噪聲污染在平坦地形下傳播，僅考慮最危險情況下，抓最不利影響，預測最大源強下對敏感點的影響來作為評估噪聲污染強度的參考，進而分析超達標情況。忽略地形數據，必然會導致預測結果的偏大，取得更加保守的參考值。但是，在運用軟件預測過程中，地形數據這一部分的缺少不但會導致預測結果的片面、失真，更有可能會對一些項目的最終選線、走向合理性審批產生很大的影響，導致重新設計、選線，浪費資源，增加了項目方案的審批時間、增大了項目建設的施工量，嚴重影響項目規劃進度、浪費社會資源。為了更加全面、清晰地反應不同地形區域對噪聲傳播的衰減影響，本次研究以近期完成的某國道建設項目作為案例，探討地形數據在噪聲預測中的影響，以期為今后道路噪聲影響預測與評價工作提供參考和借鑒。

1 預測模型介紹

NoiseSystem模型是環安科技公司以《環境影響評價技術導則—聲環境》（HJ2.4—2009）中推薦的模型為基礎開發的預測軟件，可以計算點、線、面、室內聲源、公路聲源等的傳播，噪聲衰減過程考慮了聲屏障、建筑物、空氣吸收、地面吸收、綠化林帶、反射等的影響，支持離散點、線接受點、垂向線接受點、垂向網格、水平網格結果計算，支持AUTOCAD圖形（DWG格式）、常見位圖（jpg、BMP等格式）的導入和定位，支持常見GIS文件的導入[1-2]。模型計算原理。

第i類車等效聲級的預測模式

式中：Leq（h）i—第i類車的小時等效聲級，dB（A）；—第i類車速度為Vi，km/h；水平距離為7.5m處的能量平均A聲級，dB（A）；

Ni—晝、夜間通過某個預測點的第i類車平均小時車流量，輛/h；

r—從車道中心線到預測點的距離，m；適用于r＞7.5m預測點的噪聲預測。

Vi—第i類車的平均車速，km/h；

T—計算等效聲級的時間，1 h；

ψ1、ψ2—— 預測點到有限長路段兩端的張角，弧度，見圖1所示。

圖1 有限路段的修正函數，A—為路段，P為預測點

ΔL—由其他因素引起的修正量，dB（A），按下式計算：

ΔL＝ΔL1-ΔL2+ΔL3

ΔL1＝ΔL坡度+ΔL路面

ΔL2＝Aatm+Agr+Abar+Amisc

式中：ΔL1—線路因素引起的修正量，dB(A);

ΔL坡度—公路縱坡修正量，dB（A）；

ΔL路面—公路路面材料引起的修正量，dB（A）；

ΔL2—聲波傳播途徑中引起的衰減量，dB（A）；

ΔL3—由反射等引起的修正量，dB（A）。

總車流等效聲級為：

2 案例分析

本次研究選取某國道建設項目作為試驗案例。該項目為新建道路工程，道路等級為二級，全長87.915 km，為雙向2車道，路面類型為瀝青混凝土，設計車速為80 km/h。

軟件運行過程采用設計方案中提供的近期小時預測交通量作為模式輸入數據，見表1。根據建設技術指標，預測模式中各參數及車型比的確定詳見表2。

表1 遠期小時交通量 單位：輛/h

表2 晝夜車型比一覽表

在采用NoiseSystem模型進行預測過程中，采用srtm.csi.cgiar.org網站提供的全球30m×30m的地形數據。

由于本條道路長度較長，跨區范圍較大，因此選取其中微丘陵地貌段作為研究預測對象，預測范圍2.5 km×3.5 km，預測接收點網格50 m×50m。

3 結果對比與分析

3.1 計算結果

根據模型計算結果，在考慮微丘陵復雜地形條件下，各敏感點的噪聲預測值見表3所示，晝夜間噪聲預測等聲級線分布見圖2、圖3所示；在不考慮地形數據的情況下，各敏感點的噪聲預測值見表4所示,晝夜間噪聲預測等聲級線分布見圖4、圖5；該路段建成運營后，各敏感點實際監測噪聲值見表5所示。

表3 復雜地形下敏感點噪聲預測結果 單位：Leq[dB（A）]

表4 簡單地形下敏感點噪聲預測結果 單位：Leq[dB（A）]

圖2 晝間噪聲預測等聲級線分布圖（微丘陵地貌）

圖3 夜間噪聲預測等聲級線分布圖（微丘陵地貌）

圖4 晝間噪聲預測等聲級線分布圖（簡單地形）

圖5 夜間噪聲預測等聲級線分布圖（簡單地形）

表5 運營期敏感點噪聲實測值 單位：Leq[dB（A）]

3.2 結果對比與分析

對兩種地形條件下的預測結果與實際監測結果進行對比、計算得出不同地形條件下的預測結果偏差量及超達標情況，見表6所示，分析可知：

（1）在考慮為簡單地形條件下，位于噪聲2類標準區域的敏感點1、2，晝、夜間噪聲預測結果均超出2類標準值，最大超標量分別為：10.02 dB和8.81 dB；位于4a類標準區域的敏感點3，晝、夜間噪聲預測結果也均超出標準值。其中，各敏感點晝間、夜間的超標量有所不同，主要是晝、夜間交通量的差別所致。

（2）在考慮微丘陵地形影響情況下，敏感點1、2，晝、夜間噪聲預測結果均未超出2類標準值；敏感點3，晝、夜間噪聲預測結果也均未超出4a類標準值。該結果在考慮項目所在區域為復雜地形（考慮微丘陵地貌影響），模式參數設置與簡單地形條件下設置一致的前提下，計算結果偏小。并且，由于該路段地處微丘陵地貌區域，道路兩側預測范圍內均為丘陵地貌，地形起伏變化較大，受丘陵屏障的影響，噪聲在向兩側傳播過程中隨著距離的遞增，不斷衰減。

（3）從表3和表4的預測結果可以看出，在復雜地形條件下，噪聲污染強度隨著敏感點距離道路中心線距離的增加，衰減效果較簡單地形更快。

（4）從表6可以看出，較簡單地形的影響，考慮復雜地形影響后的噪聲預測值與道路建成后各敏感點的實際監測值有更好的接近。最大偏差為2.31 dB，小于3 dB。

表6 預測結果偏差量及超達標情況

4 結論

（1）本論述分別考慮復雜地形、簡單地形對道路噪聲污染傳播的影響，分別確定了某國道建設項目微丘陵段在不同地形條件下對沿線敏感點的影響以及超達標情況。其中，簡單地形條件下得出的各敏感點噪聲預測值均超出相應標準，復雜地形條件下的各敏感點均達標。

（2）結合研究路段所在區域的地形特點，通過對比分析采用NoiseSystemV2.0.1預測軟件計算公路噪聲在復雜地形條件下和簡單地形條件下對沿線敏感點的影響，可以看出，噪聲在傳播過程中受復雜地形的影響，衰減效果十分明顯。

（3）通過預測值與項目運營后實測值的對比，可以看出，考慮復雜地形后的預測值與項目運行后所產生的噪聲污染值有很好的符合性。

5 結束語

在公路建設項目中，預測機動車噪聲污染很重要，而在預測計算過程中，除噪聲源強參數之外，考慮路段沿線地形地貌對預測結果的影響很重要，這不僅關系到最終的噪聲預測結果準確與否，而且還會對道路選線及沿線敏感點是否搬遷等一系列問題產生決定性的影響。因此，在具體道路建設項目機動車噪聲預測的過程中，建議務必在預測過程中添加地形數據，考慮地形對噪聲污染傳播的影響，從而為環境噪聲影響評價工作提供更為合理、貼近實際的評價依據。

［1］ 廖俊彥.環境噪聲預測模式的探討與軟件設計［D］.合肥：合肥工業大學，2008.

［2］ 奚曉霞.市政道路交通噪聲預測有效性研究［D］.昆明：西南交通大學，2012.

［3］ 黃慶，楊凱，高潔，等.對環境影響評價中常用的幾種公路交通噪聲預測模式的適用性研究［J］.四川環境，2009，28 （4）：45-51.

［4］ 肖紅兵.地面覆蓋物對交通噪聲衰減量的研究［J］.四川文理學院學報，2007，17（2）：43-45.

［5］ 王偉利.公路交通噪聲在聲影區降噪量的計算探討［J］.環境科學與技術，2005，28（1）：26-27.

［6］ 郭玉紅，郭志云，楊偉榮，等.公路交通噪聲預測值的分析研究［J］.公路，2004（8）：138-144.

［7］ 李啟彬，蔣國斌，徐令倫，等.影響高速公路交通噪聲預測關鍵參數［J］.噪聲與振動控制，2015，35（2）:112-115.

［8］ 肖沙沙.高速公路交通噪聲預測方法對比研究與工程應用［D］.西安：長安大學，2014.

［9］ 劉濤.城市道路交通噪聲影響因素與傳播規律分析［D］.西安:長安大學，2009.

［10］ 陳子明，林董.山城道路交通噪聲的分析和預測［J］.環境科學，1991，12（2）：38-41.

［11］ 張瑞華，郭志云，周兆駒.高速公路交通噪聲聲源特性分析研究［J］.交通世界（運輸·車輛），2005（7）：55-57.

X593

A

DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.12.001

2016-9-9

付正旭（1990-），男，土族，甘肅永靖人，大學本科，主要研究方向：環境影響評價。