不同地形条件下道路噪声污染影响问题探讨

付正旭，孙文杰，刘 明，尹 勤，张玉麟

（兰州大学 大气科学学院，甘肃 兰州 730000）

不同地形条件下道路噪声污染影响问题探讨

付正旭，孙文杰，刘 明，尹 勤，张玉麟

（兰州大学 大气科学学院，甘肃 兰州 730000）

道路建设工程运营期独特的线状、流动性噪声污染，一直是居民、环保部门以及各类企业关注的重点。结合道路所在区域环境特征，准确、有效地对道路投运后机动车辆带来的噪声污染进行预测评估，为道路的投建、运营做好前期规划设计、选线、走向进行合理性分析，预测噪声污染强度等显得十分重要。在噪声污染预测计算过程中，除噪声源强参数的合理设置外，考虑路段沿线地形地貌对预测结果的影响，对于预测值的可靠性、真实性以及项目投建后实行的具体措施方案有很大影响。国内对于不同地形条件下噪声污染强度的差异性探讨很少。因此，本次研究选择某国道建设项目作为案例，在模式参数设置一致的前提下，采用NoiseSystem V2.0.1预测软件分别就不同地形条件下，道路噪声对敏感点的影响展开讨论。结果表明：噪声传播过程中受复杂地形的影响，衰减效果十分明显，各敏感点均达标，而简单地形条件下，同源强噪声污染在各敏感点均出现了不同程度的超标；通过预测值与项目运营后实际监测结果的对比，发现复杂地形下的噪声污染预测结果更接近道路投运后的监测值。

道路噪声污染；线源；地形数据；声环境影响预测

0 引言

公路项目运营期噪声影响的特殊性，主要体现在流动性线状声源对于环境的影响。对于区域跨度范围较大的道路项目，由于道路设计选线会途经不同类型的地形区域，因此，不同地形对噪声传播的影响，建成运营后将直接决定沿线敏感点的噪声污染超达标情况。

目前在道路噪声预测工作中，往往是做“保守预测”，忽略地形数据的导入，默认噪声污染在平坦地形下传播，仅考虑最危险情况下，抓最不利影响，预测最大源强下对敏感点的影响来作为评估噪声污染强度的参考，进而分析超达标情况。忽略地形数据，必然会导致预测结果的偏大，取得更加保守的参考值。但是，在运用软件预测过程中，地形数据这一部分的缺少不但会导致预测结果的片面、失真，更有可能会对一些项目的最终选线、走向合理性审批产生很大的影响，导致重新设计、选线，浪费资源，增加了项目方案的审批时间、增大了项目建设的施工量，严重影响项目规划进度、浪费社会资源。为了更加全面、清晰地反应不同地形区域对噪声传播的衰减影响，本次研究以近期完成的某国道建设项目作为案例，探讨地形数据在噪声预测中的影响，以期为今后道路噪声影响预测与评价工作提供参考和借鉴。

1 预测模型介绍

NoiseSystem模型是环安科技公司以《环境影响评价技术导则—声环境》（HJ2.4—2009）中推荐的模型为基础开发的预测软件，可以计算点、线、面、室内声源、公路声源等的传播，噪声衰减过程考虑了声屏障、建筑物、空气吸收、地面吸收、绿化林带、反射等的影响，支持离散点、线接受点、垂向线接受点、垂向网格、水平网格结果计算，支持AUTOCAD图形（DWG格式）、常见位图（jpg、BMP等格式）的导入和定位，支持常见GIS文件的导入[1-2]。模型计算原理。

第i类车等效声级的预测模式

式中：Leq（h）i—第i类车的小时等效声级，dB（A）；—第i类车速度为Vi，km/h；水平距离为7.5m处的能量平均A声级，dB（A）；

Ni—昼、夜间通过某个预测点的第i类车平均小时车流量，辆/h；

r—从车道中心线到预测点的距离，m；适用于r＞7.5m预测点的噪声预测。

Vi—第i类车的平均车速，km/h；

T—计算等效声级的时间，1 h；

ψ1、ψ2—— 预测点到有限长路段两端的张角，弧度，见图1所示。

图1 有限路段的修正函数，A—为路段，P为预测点

ΔL—由其他因素引起的修正量，dB（A），按下式计算：

ΔL＝ΔL1-ΔL2+ΔL3

ΔL1＝ΔL坡度+ΔL路面

ΔL2＝Aatm+Agr+Abar+Amisc

式中：ΔL1—线路因素引起的修正量，dB(A);

ΔL坡度—公路纵坡修正量，dB（A）；

ΔL路面—公路路面材料引起的修正量，dB（A）；

ΔL2—声波传播途径中引起的衰减量，dB（A）；

ΔL3—由反射等引起的修正量，dB（A）。

总车流等效声级为：

2 案例分析

本次研究选取某国道建设项目作为试验案例。该项目为新建道路工程，道路等级为二级，全长87.915 km，为双向2车道，路面类型为沥青混凝土，设计车速为80 km/h。

软件运行过程采用设计方案中提供的近期小时预测交通量作为模式输入数据，见表1。根据建设技术指标，预测模式中各参数及车型比的确定详见表2。

表1 远期小时交通量 单位：辆/h

表2 昼夜车型比一览表

在采用NoiseSystem模型进行预测过程中，采用srtm.csi.cgiar.org网站提供的全球30m×30m的地形数据。

由于本条道路长度较长，跨区范围较大，因此选取其中微丘陵地貌段作为研究预测对象，预测范围2.5 km×3.5 km，预测接收点网格50 m×50m。

3 结果对比与分析

3.1 计算结果

根据模型计算结果，在考虑微丘陵复杂地形条件下，各敏感点的噪声预测值见表3所示，昼夜间噪声预测等声级线分布见图2、图3所示；在不考虑地形数据的情况下，各敏感点的噪声预测值见表4所示,昼夜间噪声预测等声级线分布见图4、图5；该路段建成运营后，各敏感点实际监测噪声值见表5所示。

表3 复杂地形下敏感点噪声预测结果 单位：Leq[dB（A）]

表4 简单地形下敏感点噪声预测结果 单位：Leq[dB（A）]

图2 昼间噪声预测等声级线分布图（微丘陵地貌）

图3 夜间噪声预测等声级线分布图（微丘陵地貌）

图4 昼间噪声预测等声级线分布图（简单地形）

图5 夜间噪声预测等声级线分布图（简单地形）

表5 运营期敏感点噪声实测值 单位：Leq[dB（A）]

3.2 结果对比与分析

对两种地形条件下的预测结果与实际监测结果进行对比、计算得出不同地形条件下的预测结果偏差量及超达标情况，见表6所示，分析可知：

（1）在考虑为简单地形条件下，位于噪声2类标准区域的敏感点1、2，昼、夜间噪声预测结果均超出2类标准值，最大超标量分别为：10.02 dB和8.81 dB；位于4a类标准区域的敏感点3，昼、夜间噪声预测结果也均超出标准值。其中，各敏感点昼间、夜间的超标量有所不同，主要是昼、夜间交通量的差别所致。

（2）在考虑微丘陵地形影响情况下，敏感点1、2，昼、夜间噪声预测结果均未超出2类标准值；敏感点3，昼、夜间噪声预测结果也均未超出4a类标准值。该结果在考虑项目所在区域为复杂地形（考虑微丘陵地貌影响），模式参数设置与简单地形条件下设置一致的前提下，计算结果偏小。并且，由于该路段地处微丘陵地貌区域，道路两侧预测范围内均为丘陵地貌，地形起伏变化较大，受丘陵屏障的影响，噪声在向两侧传播过程中随着距离的递增，不断衰减。

（3）从表3和表4的预测结果可以看出，在复杂地形条件下，噪声污染强度随着敏感点距离道路中心线距离的增加，衰减效果较简单地形更快。

（4）从表6可以看出，较简单地形的影响，考虑复杂地形影响后的噪声预测值与道路建成后各敏感点的实际监测值有更好的接近。最大偏差为2.31 dB，小于3 dB。

表6 预测结果偏差量及超达标情况

4 结论

（1）本论述分别考虑复杂地形、简单地形对道路噪声污染传播的影响，分别确定了某国道建设项目微丘陵段在不同地形条件下对沿线敏感点的影响以及超达标情况。其中，简单地形条件下得出的各敏感点噪声预测值均超出相应标准，复杂地形条件下的各敏感点均达标。

（2）结合研究路段所在区域的地形特点，通过对比分析采用NoiseSystemV2.0.1预测软件计算公路噪声在复杂地形条件下和简单地形条件下对沿线敏感点的影响，可以看出，噪声在传播过程中受复杂地形的影响，衰减效果十分明显。

（3）通过预测值与项目运营后实测值的对比，可以看出，考虑复杂地形后的预测值与项目运行后所产生的噪声污染值有很好的符合性。

5 结束语

在公路建设项目中，预测机动车噪声污染很重要，而在预测计算过程中，除噪声源强参数之外，考虑路段沿线地形地貌对预测结果的影响很重要，这不仅关系到最终的噪声预测结果准确与否，而且还会对道路选线及沿线敏感点是否搬迁等一系列问题产生决定性的影响。因此，在具体道路建设项目机动车噪声预测的过程中，建议务必在预测过程中添加地形数据，考虑地形对噪声污染传播的影响，从而为环境噪声影响评价工作提供更为合理、贴近实际的评价依据。

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X593

A

DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.12.001

2016-9-9

付正旭（1990-），男，土族，甘肃永靖人，大学本科，主要研究方向：环境影响评价。