基于城市现代有轨电车建设的环境影响分析——以沈阳有轨电车建设项目为例

易雨晟,王克琴,谢凯

(1.湖北大学资源与环境学院,湖北 武汉 430000;2.长江航道测量中心,湖北 武汉 430000)

基于城市现代有轨电车建设的环境影响分析——以沈阳有轨电车建设项目为例

易雨晟1,王克琴1,谢凯2

(1.湖北大学资源与环境学院,湖北 武汉 430000;2.长江航道测量中心,湖北 武汉 430000)

摘要:指出了近年来随着城市的发展,人口和汽车数量不断增多,公共交通体系急需升级,轨道交通成为城市公交系统发展方向之一。以沈阳有轨电车项目为例进行了分析,根据典型路段预测了结果:在有轨电车最高运行时速情况下,距轨道中心线20m处,大部分路段均能满足2类功能区噪声标准要求,个别路段超标原因是本底噪声较大。有轨电车项目对噪声增加的贡献值较小,不会对噪声敏感点产生较大影响。

关键词:有轨电车:环境影响:防治措施

1引言

随着城市发展速度日益加快,现有城市交通模式已不能适应时代的发展,同时,私家车数量不断增长,不仅使城市的交通变得更加拥堵,还引起空气污染、汽油消耗、泊车困难等诸多问题。常规公交车与其他车辆共用路面,速度不能得到很大提高,地铁则成本投入过大。相比之下,一种新型的现代有轨电车逐渐受到重视,它由传统的有轨电车发展而来,经过了全面的技术改造,不仅在车体外观设计上更加美观,车辆性能也较传统有轨电车有了进一步的提高。现代有轨电车同等运量造价仅为地铁的1/3,建设周期是地铁的1/4~1/2[1],是一种介于常规公交和轻轨之间的中低运量的轨道交通系统,它更适合大城市与周边城镇的连接,使中小型城市交通得到有效发展。

2沈阳有轨电车建设概况

沈阳浑南现代有轨电车是我国目前一次性建设规模最大的现代有轨电车路网,由中国北方机车车辆工业集团公司(简称中国北车)以BT(建设-移交)模式建设。整个一期路网由5条线路组成,其中,4号线处于建设中。路网总长约60km,共设车站67个。运行车辆为中国北车研制的现代有轨电车。有轨电车载客行走1km耗电0.07kW·h,仅为快速公交的1/4左右。供电方式采用了中国北车首创的“无承力索柔性牵引网+超级电容”,既节能环保,又兼顾城市景观,是超级电容供电技术在我国轨道交通中的首次应用(图1)。

图1　有轨电车运行

有轨电车项目位于沈阳市浑南新区,主要连接奥体中心、沈阳南站、全运中心、桃仙国际机场、沈抚新城,主要功能为服务全运会,打造大浑南新型、绿色环保的公共交通系统。沈阳市浑南新区有轨电车一期工程运营线路分别为1号线、2号线、3号线和5号线。运营线路见表1和图2。

表1　浑南有轨电车运营线路

图2　有轨电车线路

工程列车初期、近期编组为1辆,远期编组为2辆,采用模块型编制即可连接可拆卸车厢,单个模块车辆定员245人。设计年限,即初期2016年,近期2023年,远期2033年。编组长度为28320mm(单辆),57000mm(两辆),线路最高运行速度为70km/h,全线设计近期全日运送能力20.9万人,平均运距6.76km;全线设计中期全日运送能力32.2万人,平均运距6.52km;全线设计远期全日运送能力65.6万人,平均运距5.45km。

3有轨电车环境影响

3.1　施工期环境影响

有轨电车项目建设会对城市生态环境造成一定影响。首先施工过程中将不可避免的产生振动和噪声影响,主要是施工机械噪声和运输车辆交通噪声,其中施工机械噪声主要是由挖掘机和推土机等运行时产生,排放方式为间歇性排放,声源较大的机械设备声级约在85~100dB,因此,如不对施工噪声加以控制,会对周围的环境产生较大影响。

其次,扬尘是项目施工期间影响环境空气的主要污染物,来源于多项施工环节无组织排放,如建筑场地的平整清理,土石方挖掘回填,物料堆存,建筑材料的装卸、搬运以及运料车辆的出入等。扬尘量的大小与施工现场条件、管理水平、机械化程度及施工季节、土质及天气条件等诸多因素有关。各种粉尘和扬尘在晴朗、干燥、有风的天气下将会对周围环境空气产生较大影响。施工期产生的粉尘属无组织排放,且其扩散多在呼吸层,对周围环境影响突出,因此施工期粉尘对周围一定范围内的大气环境质量会产生一定影响。

施工期间所产生的固体废物主要有施工废料、施工人员的生活垃圾等,这些固体废物临时集中堆放,及时清运交有关部门进行相关处理,不会对周围环境产生长期不良影响。

3.2　运营期环境影响

有轨电车是由电力驱动,没有化石燃料的燃烧,可以实现大气污染零排放,有利于城区大气环境的改善。据相关研究,有轨电车运行单位能耗仅相当于城市公路交通的1/3,为有轨电车提供电能的发电站排放的大气污染物比同等运量的公共汽车交通低94%[2],而且随着有轨电车的班次密度和运量的提升,人们出行选择私家车的比例应会大大减少,汽车尾气产生的氮氧化物也会减少。现代有轨电车采用的是到站充电,各车站充电设施产生的电磁辐射强度很小,行驶过程中为车内电池供电,不会对沿途的敏感设备产生干扰,电磁辐射值也不足以对周边居民健康产生影响,而营运期最主要的环境影响来自于行车噪声。

4环境噪声分析

有轨电车行车系统噪音来源主要有两个部分:一是行车车轮与钢轨摩擦产生的噪音,二是车辆维修车间、编站组产生的噪声。

4.1　噪声源强

工程建成后对环境产生影响的噪声是列车运行及检修作业噪声。车辆检修噪声按常规机械噪声点源扩散模式预测:有轨电车运行噪声根据车辆选择及类比结果,车辆运行时速取最高时速70km/h,源强值取78.2dB(A)。

4.2　车辆检修噪声预测

车辆检修噪声预测结果见表2。

表2　车辆检修噪声预测表　dB(A)

由表2知,车辆检修噪声预测值昼间为23.0~41.0dB,均可达到《工业企业厂界环境噪声标准》(GB12348~2008)中2类功能区标准要求。

4.3　典型路段噪声预测

4.3.1　预测路段划分

根据系统行车设计,一期工程采用共线运行,共开行4路电车,按行车数目不同,评价将一期工程分为3个路段进行预测,路段划分与行车计划情况见表3。

表3　噪声预测路段划分

4.3.2　预测方法

营运期噪声可按照线声源计算,计算公式如下[3]:

式中,Lp为线声源在预测点产生的声级(倍频带声压级或A声级);Lp0为线声源参考位置r0处的声级;r为预测点与线声源之间的垂直距离,m;r0为测量参考声级处与线声源之间的垂直距离,m;ΔL为各种衰减量,包括空气吸收、声屏障或遮挡物、地面效应等引起的衰减量。

总的等效声级为:

式中,ti为第i个声源在预测点的噪声作用时间 (在T时间内);Lpi为第i个声源在预测点产生的A声级;T为计算等效声级的时间。

4.3.3　预测结果与评价

根据不同划分路段距轨道中心线不同距离、不同高度的噪声预测值见表4、表5。

表4　昼间有轨电车运行噪声预测值　dB(A)

对于路段1而言,距轨道中心线距离20m、垂向8m处,运营初期、近期和远期的噪声预测值分别为昼间52.5dB、54.6 dB和58.1dB,夜间42.5dB、42.5dB和46.0dB,均满足2类功能区要求

对于路段2而言,距轨道中心线距离20m、垂向8m处,运营初期、近期和远期的噪声预测值分别为昼间55.4dB、57.4dB和60.9dB,夜间45.6dB、45.6dB和49.0dB昼间远期达不到2类功能区要求。夜间均能达到2类功能区要求。

对于路段3而言,距轨道中心线距离20m、垂向8m处,运营初期、近期和远期的噪声预测值分别为昼间52.3dB、54.2dB和57.7dB,夜间42.5dB、42.5dB和46.0dB,满足2类功能区要求。

表5　夜间有轨电车运行噪声预测值　dB(A)

根据典型路段预测结果,有轨电车在最高运行时速情况下,距轨道中心线20m处,大部分路段均能满足2类功能区标准要求。因项目基本上在现有道路范围内实施,部分敏感点受现有道路交通噪声的影响有超标现象,超标敏感点主要有小羊安村、沈阳建筑大学城建学院、浑南一校、江南水乡、浑南实验学校、万科新里程、塞纳家园、建筑大学和金地滨河花园等,运行期应采取防治措施。总体讲有轨电车项目对环境噪声增加的贡献值较小,不会对噪声敏感点产生较大影响。

5措施及建议

5.1　施工期

施工期的建筑扬尘多属于无组织排放,对于施工场地易产生二次扬尘的作业面(点)、道路进行洒水,对进出车辆限速以减少二次扬尘。加强物料转运、使用的管理,合理装卸、规范操作。定期清理施工场地内道路、物料堆置场院地的尘埃及杂物并外运。噪音污染主要来源于运输车辆以及工程机械,在不影响施工质量的前提下,尽量采用低噪声、低振动的设备与方式进行地基施工与结构施工:对有固定基座的设备应作单独地基处理,以减少地面振动与结构噪声的传递:规范操作,并加强对设备的维护保养,以维持其正常运转。减少人为噪音,严格执行各地施工有关规定。

5.2　营运期

5.2.1　轨道系统的防治措施

车辆选型选用先进的车辆系统,把轨道系统直接受到的质量冲击减小,采用弹性车轮或者降噪车轮。在钢轨及轨枕之间及轨枕和道床之间架设弹性垫层,尽量减少噪声。车轮和轨道要定期保养维护,使用一定年限后车轮要修链,轨道表面要打磨,保证接触面的良好状态。另外降低喇叭声级,减少鸣笛次数,禁止夜间鸣笛。

5.2.2　种植绿化防噪带

在有轨道路两侧种植绿化带,可达到吸纳声波的作用。吸纳能力与绿化带的高度,宽度,位置配置方式以及植物种类有关,相关资料表明,当绿化带宽度大于10m时,可降低交通噪声4~5dB。

5.2.3　采用声屏障技术

在干线两侧设立声屏障即可以作为广告宣传牌也可以降低噪音[4],声屏障技术主要是采取了声屏障材料对声波进行吸收反射等一系列物理反应来降低噪音,根据测试采用声屏障效果可达到10dB以上。部分环境敏感点如学校、医院、政府机关等可以安装双层玻璃也有一定效果。

6结语

沈阳有轨电车建设不仅丰富了城市公共交通的种类、解决了城市公共交通对于舒适性和速度的共性需求,同时,与同等运量公交系统相比,节约了土地资源和燃油能耗,减少了汽车尾气排放以及车辆噪声。项目施工期对生态环境产生的影响较小而且为暂时性的影响,运行期噪声在可控范围内。项目建成后有利于整体城市环境质量,对于城市的生态环境也有一定的促进作用。对于全国其他大中城市有一定借鉴意义,具有推广实施的可行性。

参考文献:

[1] 王明文,王国良,张育宏.现代有轨电车与城市发展适应模式探讨[J].城市交通,2007(6).

[2] 王晓佳,游婷,王薇.武汉市现代有轨电车发展适应性研究[J].交通与运输,2012(1).

[3] 中华人民共和国环境保护部.HJ2.4-2009环境影响评价技术导则声环境[S].北京:中华人民共和国环境保护部,2009.

[4] 李莉红.有轨电车交通噪音对环境的影响[J].辽宁城乡环境科技,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

中图分类号:U482.1

文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2015)01-0205-04

作者简介:易雨晟(1990—),男,湖北武汉人,湖北大学资源与环境学院硕士研究生。

收稿日期:2014-10-25