Cadna/A软件在某拟建核设施环境影响评价中的应用

赵艳飞 杜红燕 周耀权 白晓平 邱 林

（中国核电工程有限公司，北京100840）

0 引言

核设施作为一类大型工业设施，其噪声影响是社会公众和环境主管部门关注的重要内容。（HJ808—2016）[1]《环境影响评价技术导则核电厂环境影响报告书的格式和内容》中规定，在选址、建设和运行阶段，除了开展声环境质量现状调查与评价，也需要说明工程对厂界和环境的噪声影响。因此，开展核设施声环境影响预测和评价是一项必要的工作。以往的评价中，仅采用声传播公式进行估算，未充分考虑地形、地面、气象及周边建构筑物等因素的影响，无法准确评价工程对厂界各位置的影响。

Cadna/A软件已于2001年通过了环保部环境工程评估中心组织的专家认证，可应用于国内环境影响评价领域。Cadna/A软件可直接建模或导入包括Autocad在内的多种格式数据辅助建模；可定义地形以实现对工程现场的准确模拟；可定义对噪声源的辐射和传播产生影响的障碍物；可灵活设置障碍物或调整计算参数预测防噪措施的效果；可输出噪声等值线图、噪声彩色分布图和噪声三维分布图。目前，Cadna/A软件在变电站[2]、能源站[3]、火电厂[4]及石化厂[5]的 工业噪声影响预测中得以应用，本文将应用Cadna/A软件对某拟建核设施正常运行时的噪声进行预测评价。

1 工业噪声预测计算模式

声环境影响预测，一般采用声源的倍频带声功率级、A声功率级或靠近声源某一参考位置的倍频带声压级来预测计算距声源不同距离的A声级。

如已知声源的A声功率级，则预测点位置的A声级LA（r）可采用如下公式计算：

式中，LAw——声源的A声功率级，dB(A)；

K0——声传播指数，dB；

Adiv——几何发散引起的衰减，dB；

Aatm——大气吸收引起的衰减，dB；

Agr——地面效应引起的衰减，dB；

Abar——声屏障引起的衰减，dB；

Amisc——其他多方面效应引起的衰减，dB。

如第i个声源在预测点产生的A声级为LAi，在T时间内该声源工作时间为ti，则拟建工程声源对预测点产生的贡献值Leqg可采用如下公式计算：

式中，ti——在T时间内i声源工作时间，min；

T——用于计算等效声级的时间，min；

N——声源个数。

LAi——第i个声源在预测点产生的A声级，dB（A）。

2 某核设施噪声预测计算分析

2.1 主要噪声源

由于建筑物内源强较低的噪声源发出的噪声被建筑物阻隔，在周边有其它高噪声源的情况下，低源强噪声源对外界的影响可以忽略，本次评价仅选取A声功率级高于80dB（A）的噪声源。该拟建核设施主要噪声源包括：汽轮发电机组及其配套设备、各型水泵、真空泵、风机和变压器等，集中布置于汽轮机厂房、核岛厂房、变压器构筑物及开关站等建筑物内，主要声源情况如下表1所示。噪声源所在建筑物内墙面的吸声系数为0.01～0.03，建筑物整体噪声削减量约为15～25dB（A）。

表1 声源概况

2.2 气象资料

声传播过程会受气象条件的影响，影响声传播的气象参数主要包括年平均气温和年平均相对湿度等。该拟建核设施所在区域年平均气温为21℃，年平均相对湿度为80%。此外，厂址所在区域的年风向频率等也是影响声传播的重要因素。

2.3 项目与外环境关系

项目周边规划为工业用地，最近的声环境敏感目标为项目NNW方位1.8 km的自然村，除此之外，无其它声环境保护目标。项目与外环境的关系，如图1所示，该自然村距项目北厂界最近距离约720 m。项目主要声源所在建构筑物为汽轮机厂房、核岛厂房、变压器构筑物及开关站，距厂界最近距离如表2所示。

表2 建构筑物与厂界的间距表

图1 项目与外环境位置关系图

2.4 建模和参数设置

根据已批复的城市用地规划，项目所在地为工业用地，项目建设区域及项目厂界外围200 m范围所处声环境功能区均为GB 3096—2008《声环境质量标准》[6]规定的3类地区。依据HJ 2.4—2009《环境影响评价技术导则 声环境》[7]，本项目噪声环境影响按三级评价，结合项目外围环境实际，噪声评价范围可在厂界外200 m评价范围的基础上适当缩小。参照GB 12 348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》[8]中“工业企业环境噪声排放监测测点选在工业企业厂界外1 m”的要求，本次噪声评价，将评价范围确定为厂界外围1 m，并以此预测结果评价项目正常运行的噪声排放是否达标。

以该拟建核设施厂址总平面布置图为基础，采用Cadna/A软件进行建模，建模中采用的假设和参数设置情况如下：

（1）出于保守考虑，厂界按非实体围墙设置；建模过程简化了部分对声传播影响不大、且不包含噪声源的矮小建筑物；考虑到厂址地面大部分为水泥硬化地面，将地面吸收值均设置为0；

（2）考虑到厂址地形较为平坦，地面高度均取0 m，建筑物高度均在此基础上设置；

（3）考虑到噪声源尺寸及厂区范围，所有噪声源均按点源进行模拟，将建筑物内的点声源等效为以建筑物门窗等透声面设置的垂直面声源；

（4）为保证预测过程接近噪声实际传播过程，同时兼顾缩短预测时间，设置最高反射阶次为2；

（5）为充分考虑噪声传播过程中的几何发散、大气吸收、地面效应、屏障屏蔽和其它多方面因素造成的衰减，建模过程中还需设置其它关键参数，例如建筑物墙体吸声系数、门窗朝向尺寸隔声量、年平均温度、湿度和年风向频率等，取值见本文2.1节和2.2节；

（6）把计算区域划分为5 m×5 m的网格，以使得计算更精细、更准确地反应全厂各位置处的噪声的影响情况，同时将受声点高度设置为1.5 m，以更准确地反映人处于受声点处的真实感受。

本项目噪声预测3D模型如图2所示。

图2 噪声预测3D模型图

2.5 预测结果与讨论

根据GB 12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》的要求，本项目噪声排放限值要求为：昼间不大于65dB（A），夜间不大于55dB（A）。

厂址区域噪声预测结果如图3所示。该拟建核设施正常运行后，对自然村的噪声贡献值为28.6dB（A），此处的昼、夜噪声本底值在39.9～53.0dB（A）之间，即贡献值远小于本底值，该核设施对自然村的影响可忽略。南厂界所受影响较大，核设施对南厂界的噪声贡献值为45.4dB（A），其次是北厂界，贡献值为43.9dB（A）。此外，对东厂界的噪声贡献值为37.2dB（A）。西厂界所受影响最小，噪声贡献值为31.3dB（A）。需要说明的是，核设施正常运行对各厂界昼夜的噪声贡献值一致。

图3 厂址区域噪声预测结果图

上述计算结果表明，各厂界昼、夜间噪声预测值均满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB 12348-2008中3类区域标准。预测结果表明，该拟建核设施运行对厂址周围声环境质量影响较小。

3 结论

本文首次应用Cadna/A软件对拟建核设施厂址区域进行噪声预测，获得了厂区的噪声分布图，直观形象地展示了该拟建核设施正常运行对厂区范围和厂址边界环境的噪声影响，填补了行业空白。

Cadna/A软件模拟计算充分考虑了噪声传播过程中的各种影响因素，预测过程较为接近实际声传播过程，预测结果可为项目的设计和污染防治措施的制定提供技术支持，本次应用可为其他核设施工程项目的环境影响评价提供参考。