袁宝成,李 巍,刘中志,时德禹,孙寿山,陈更新
(1. 沈阳环境科学研究院,辽宁 沈阳 110167;2. 杭州爱华智能科技有限公司,浙江 杭州 311222)
环境噪声是干扰人们日常生活的重要因素,人们长期暴露在噪声级较高的环境中,除让人感到烦躁,影响睡眠外,还会引发耳鸣、心脏病和学习障碍等疾病,进而减少人的寿命[1−2],尤其城市范围在不断的扩张、人口增加、生活方式快节奏和多样化,使噪声污染问题越来越突出,也越来越受到人们的重视[3−6],因此了解城市声环境质量状况尤为重要。
当前关于城市声环境的研究主要集中在声环境功能区划[7−9]、声环境质量现状调查及评价[10−11]和噪声污染防治对策[12]等方面。目前,我国一般针对城市声环境进行常规监测的方式调查声环境质量。沈阳市现行的城市声环境常规监测点位至今仍在沿用,仅覆盖了沈阳市主城区,主要为二环路以内范围,面积为168.7 km2。2017 年12 月,沈阳市调整了声环境功能区划,区划范围为沈阳市四环范围内。随着沈阳市城区的不断发展和建设,目前沈阳市的建成区范围已约达到559.65 km2。目前,沈阳市原有声环境常规监测点位全部在沈阳市二环范围内,其中功能区、区域和道路交通监测点位分别为7 个、240 个和132 个,存在覆盖范围与城市声环境功能区划范围严重不匹配,声环境功能区监测点位数量不足,且各监测点位周边环境多年来变化较大,声环境质量监测数据代表性不强等问题,已无法反映沈阳市现有的声环境水平和状况。因此,需要对沈阳市现有建成区范围内的声环境质量状况进行系统的调查和分析,以掌握沈阳市城市声环境质量状况,并分析其特点,为下一步城市声环境常规监测点位优化调整和环保管理提供技术支撑。
沈阳市现行声环境功能区划范围为沈阳市四环范围内,总面积为1 239 km2。各声环境功能区划分如下。
1 类声环境功能区划分:17 片区域,面积约为844.89 km2,占划分总面积的68.2%;2 类声环境功能区划分:17 片区域,面积约为218.6 km2,占划分总面积的17.6% ;3 类声环境功能区划分:14 片区域,面积约为173.1 km2,占划分总面积的14%;4 类声环境功能区划分:4a 类主要以确定公路交通干线为主,沈阳市中心城区交通干线包括快速路、主干路、次干路、高速公路、国道、省道和县道,共计591 条;4b 类适用于铁路干线两侧区域,是指铁路边界外一定距离内的用地范围,以及除专用线外所有铁路、车站及站场,沈阳市中心城区铁路交通干线34 条,车站4 座。
截至2021 年4 月,沈阳市现有建成区范围内共涉及和平、沈河、大东、皇姑、铁西、浑南、苏家屯、于洪和沈北新区9 个行政区,总面积559.65 km2,占整个沈阳市声环境功能区划面积的45.2%。通过ArcGIS 地理信息系统,统计建成区内1~4 类功能区面积及比例情况,见表1。
表1 沈阳市建成区内各类声环境功能区面积及比例
沈阳市声功能区划中无0 类功能区,1~3 类区声环境调查方法按照《声环境质量标准:GB 3096—2008》中B.3.1 普查监测法[13],即“将要普查监测的某一声环境功能区划分成多个等大的正方格,网格要完全覆盖住被普查的区域,且有效网格总数应多于100 个”。测点设在每一个网格的中心,且为一般户外条件。
本次监测调查,1 类区监测网格为1 697 m×1 697 m,有效网格数据100 个;2 类区监测网格为998 m×998 m,有效网格数据105 个;3 类区监测网格为898 m×898 m,有效网格数据104 个,满足标准规范要求。
根据《环境噪声监测技术规范城市声环境常规监测:HJ 640—2012》[14],本次调查在建成区内能反映城市各类道路(城市快速路、城市主干路、城市次干路、含轨道交通走廊的道路及穿过城市的高速公路等)交通噪声排放特征的典型路段对应的4 类区边界进行布点监测。其中,沈阳市四环路只有西南一段位于建成区内,并且为高架路,东西快速路绝大部分为高架路,南北快速路以高架路和地下隧道为主,穿过城市建成区的高速公路有三环路、丹阜高速和京哈高速等多为封闭路段,以上路段均不具备监测条件。因此,通过对车辆类型、车流量、车辆速度、路面结构、道路宽度和敏感建筑物分布等综合因素筛选,本次共对180 条主要交通道路中的75 条有代表性的道路进行了布点监测,包括城市主干道32 条、城市次干道31 条、城市快速路7 条和含轨道交通走廊道路5 条,共设监测点位110 个。
按技术规范的要求,1~3 类功能区监测调查昼间监测为6:00~22:00,夜间监测为22:00~24:00,每个测点测量10 min 的等效声级(Leq);4 类功能区监测分昼、夜两个时段进行,测量时间不低于20 min,分别测量Leq、Lmax、L10、L50、L90和交通流量。监测时间集中在6 月中旬到7 月底,期间虽然全国范围内个别地区受新冠疫情影响,但沈阳地区未出现较大范围和长时期的疫情管控措施,因此社会活动基本未受到影响,监测数据可以代表沈阳市正常情况下的声环境水平。监测期间均避开节假日和非正常工作日。
本次调查分别将1~3 类功能区网格中心点测得的10 min 等效声级做算术平均运算,各功能区监测点位超标统计情况,见表2,超标网格占建成区内各功能区面积比例情况,见图1。
表2 各功能区平均等效声级统计计算
图1 各类功能区超标网格占各功能区面积比例
表2 和图1 可知,目前沈阳市1 类功能区昼夜间平均等效声级分别为52.7 和44.4 dB(A),均已接近GB 3096—2008 中55 和45 dB(A)标准值,其中昼间超标网格面积占建成区内1 类功能区面积的19.94%,夜间超标网格面积占建成区内1 类功能区面积27.53%,昼夜间超标网格面积占建成区内1 类功能区面积的18.99%,现有声环境状况水平一般。2 类功能区和3 类功能区昼间达标状况总体较好,但夜间超标问题也比较明显,夜间超标网格分别占建成区内各功能区面积18.51%和20.62%。
经对各超标网格区域的分布情况调查可知,1 类功能区超标区域主要分布在铁西汽配城、黄河大街沿线两侧、沈北新区正良,以及和平区、沈河区、长白地区和浑南居民相对比较集中住宅区;2 类功能区超标区域主要为浑南东部产业聚集区、沈阳北站周边、铁西区部分老城区、南二环路沿线周边地区、市府广场以东、保工街沿线周边两侧区域,以及沈河区、长白地区和浑南居民相对比较集中住宅区;3 类功能区超标区域主要分布在苏家屯雪松经济开发区西部受沈海高速影响的部分地区、沈阳经济技术开发区内的北方重工、沈鼓集团、普林斯通、沈西热电厂、联盛化工,大东区的宝马公司等企业周边区域、沈飞集团周边、沈北新区的正邦物流、蒲南路沿线两侧区域附近和东太工业园等区域。
根据HJ 640—2012 中5.4.3 章节“道路交通噪声强度等级划分”,分别统计本次4a 类功能区各行政区内道路,以及各类道路类型的噪声强度结果,见表3 和表4。
表3 沈阳市各个行政区内道路交通噪声强度
表4 沈阳市各类道路类型的道路交通噪声强度
表3 和表4 可知,沈阳市各行政区道路交通噪声强度等级中,昼间有5 个区为“好”、3 个区为“较好”、1 个区为“一般”;夜间有3 个区为“好”、4 个区为“较好”、2 个区为“一般”。总体上,皇姑区和铁西区道路交通噪声等效声级较高,强度等级水平差于其他区域,也与1~3 类功能区调查中,皇姑区和铁西区部分区域受道路交通影响导致超标的结论基本一致。沈阳市各类道路交通噪声强度等级以“较好”为主,但城市快速路夜间道路交通噪声强度为“较差”,主要原因为城市快速路多为双层高架桥,对沿线周边的噪声污染也较大。
(1)沈阳市建成区范围内1 类功能区面积约为303.35 km2,占建成区总面积的54.20%,占比较高。1 类功能区应主要以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计和行政办公为主要功能,应为需要保持安静的区域,但目前昼夜间声环境质量状况均已接近标准。根据调查结果,沈阳市现有1 类功能区内部分区域办公、居民、商业、餐饮业,甚至与工业项目混杂,已具备2 类功能区的特点。
(2)2 类功能区昼间达标状况较好,但夜间超标问题比较明显,一方面是因为老城区范围内如铁西区、沈河区内居民过于集中,社会声源导致超标,另一方面由于主要交通干道、快速路和高架桥等交通声源对沿线周边影响较大。
(3)沈阳市3 类功能区主要集中在西部经开区和北部沈北新区的部分区域,虽然夜间连续生产的企业不多,但由于工业区内重型车辆运输基本在夜间,因此导致3 类功能区夜间超标问题较为明显。同时,通过调查也发现,除了经开区和沈北新区内连片工业项目聚集区外,还有上海通用(沈阳)北盛汽车有限公司、华晨宝马汽车有限公司,以及沈阳黎明航空发动机有限责任公司、中航沈飞股份有限公司、国营七二四工厂等军工涉密单位,这些大型企业自身厂区就成为单独的3 类声环境功能区片区,而且多被1 类功能区包围,声功能区划不尽合理。
(4)沈阳市南部为桃仙民用机场,东部、北部、西北部地区分别有东塔机场、中航沈飞股份有限公司试飞场地和于洪机场等军用机场,且军用机场飞机昼夜间起飞时间不确定,也对沈阳市的声环境带来很大不确定因素。
(5)整体上,沈阳市4a 类道路交通噪声强度以“较好”为主,但根据1~3 类功能区监测结果可知,在个别路段和区域,道路交通噪声对沿线声环境影响较大,以致部分路段声环境质量超标。
(1)沈阳市现有的声环境功能区划已经实施了4 年,建议在《沈阳市国土空间总体规划(2021—2035 年)》[15]正式发布后,根据城市总体未来规划和用地现状,同步对沈阳声功能区划进行优化调整,科学确定各声功能区区划单元。
(2)按照相关技术规范要求,覆盖现有城市建成区,重新确定区域、道路交通和功能区声环境常规监测点位,并论证点位的合理性和代表性,定期开展监测工作,以便及时、全面了解沈阳市现有城市声环境状况。
(3)科学确定道路等级,合理控制交通量和降低车速,通过改善路面质量和利用降噪材质等手段降低交通噪声,控制车辆通行时间和禁鸣喇叭,强化交通综合管理,加强道路两侧绿化措施,最大程度降低道路交通噪声的环境问题。