城市轨道交通环境影响评价中噪声源强问题综述

韩　丽

(中海环境科技(上海)股份有限公司， 上海 200135)

0　引　言

城市轨道交通的建设为居民出行带来便利的同时，也不可避免的产生了很多的环境问题，其中噪声影响是居民较为关注的环境问题之一[1-2]，近年来关于轨道交通运营噪声的投诉案例越来越多。环境影响评价(简称环评)工作作为项目建设前期的重要专项，采用技术手段对项目可能产生的环境影响进行预测，为项目建设及运营过程中如何采取的污染防治措施提供重要的理论依据。

目前，轨道交通环评工作噪声预测主要采用《环境影响评价技术导则 城市轨道交通》(HJ 453—2008)中推荐的预测模式。根据产生源的不同，可分为列车运行产生的噪声及环控设备(风亭及冷却塔等)运行产生的噪声[3]。

1　噪声预测模式

1.1　列车运行噪声

列车运行噪声等效声级基本预测计算式为

(1)

式(1)中：LAeq,p为评价时间内预测点的等效计权A声级；T为规定的评价时间；n为T时间内列车通过列数；teq为列车通过时段的等效时间，teq为

(2)

式(2)中：l为列车长度；v为列车运行速度；d为预测点到外轨中心线的水平距离。单一列车通过预测点的等效声级LP,A为

(3)

式(3)中：Lp0,i为列车最大垂向指向性方向辐射的噪声源强，列车通过时段的参考点等效声级；m为列车通过列数，m≮5。

C=Cv+Ct+Cd+Ca+Cg+Cb+Cθ+Cf,i

(4)

式(4)中：C为噪声修正项；Cv为速度修正；Ct为线路和轨道结构的修正；Cd为几何发散的修正；Ca为空气吸收衰减；Cg为地面效应引起的衰减；Cb为屏障插入损失；Cθ为垂向指向性修正；Cf,i为频率计权修正。

1.2　风亭、冷却塔预测公式

风亭、冷却塔噪声等效声级基本预测计算式为

(5)

式(5)中：LAeq，p为评价时间内预测点的等效计权A声级；T为规定的评价时间；t为风亭、冷却塔的运行时间。

LP,A=LP0±C

(6)

式(6)中：LP，A为预测点的等效声级；Lp0为在当量距离Dm处测得(或设备标定)的风亭、冷却塔辐射的噪声源强。

C=Cd+Cf

(7)

式(7)中：C为噪声修正项；Cd为几何发散衰减；Cf，i为频率计权修正。

由以上预测公式可知，无论是列车运行还是环控设备产生的噪声，源强的选择将直接影响预测结果。而导则中未给出典型线路及车型的噪声参考值，对噪声源强的选择随意性较大，大部分报告书中采用的源强未给出充分、合理的依据[4]。以下列举轨道交通环评工作中几个典型的噪声源强。

2　源强分析

2.1　列车源强分析

北京及上海等一线城市由于轨道交通发展的较早，已对多条运营线路进行了噪声源强的实测，列车源强测试结果详见表1。不同测试条件下(如车辆类型、车辆编组、列车运行速度及线路条件等)源强测试结果存在一定差异。刘扬等,根据列车源强实测结果，对车辆类型、列车速度及编组等声环境影响因素进行综合分析。分析结果表明，在速度、流量及编组相同的情况下，相同距离的敏感点处B型车产生的噪声比A型车约大3 dB(A)；车辆类型相同，流量和编组等相同，在相同距离的敏感点处，若速度提高1倍，声级相差约6 dB(A);同一条线路，速度、流量及距离不变，列车编组相差一倍，声级相差约3 dB(A)。

实际环评工作中，常用的列车源强多类比上海及广州等地实测结果或参考北京地方标准，结合《合肥市轨道交通3号线工程环境影响报告书》(噪声源强类比了上海地铁监测结果)和《沈阳市城市轨道交通建设规划(2016—2022)环境影响报告书》(噪声源强参考北京市地方标准《地铁噪声与振动控制规范》(DB 11/T838—2011)中轨道交通噪声源强)两个实际环评案例，针对选用的不同噪声源强预测结果进行对比分析(见表2)。

表1　国内部分轨道交通列车运行噪声实测源强汇总表

注：测点距轨道中心线7.5 m，距轨面高度1.5 m。

表2　预测源强参数

设定线路敷设形式为高架段，桥高9 m，分别预测不同距离，高差，车速、不同预测高度条件下敏感点的噪声值，预测结果见表3。

表3　不同源强条件下敏感点噪声预测结果

该噪声预测结果表明，北京地方标准中的源强取值与上海等地实测结果相差较小(约1 dB(A))。

但近几年，南京、苏州及武汉等二线城市轨道交通迅猛发展，部分城市已经启动轨道源强测试工作，如苏州在2015年委托上海交通设计所有限公司编制了《苏州轨道交通噪声与振动源强测试研究报告》，南京也对地铁2号线进行了源强测试。监测结果表明，近期营运的苏州轨道交通、武汉地铁及南京地铁噪声源强监测值比早期北京及上海等地源强测试结果要低3～4 dB(A)，噪声源强监测值的降低可能跟轨道结构、扣件形式、车辆和线路的优化有关。建议在之后的轨道交通环评工作中，加强对噪声源强的监测，建立统一的数据库并及时更新数据，不建议类比或引用较早的其他地方的源强数据。通过规范源强选取原则，为噪声预测提供坚实的理论基础。

2.2　环控设备源强分析

环控系统设备噪声源主要为由风井传播至地面的列车运行噪声、风机噪声、风管气流噪声和冷却塔噪声等。风亭又分为新风亭、排风亭和活塞风亭；冷却系统在南方地区与北方地区有较大差异，南方多采用冷却塔，北方则常用风冷机组。环控系统噪声实测结果(见表4)表明，各地环控设备产生噪声值差异显著。

表4　国内部分环控设备噪声实测源强汇总表

选取深圳地铁1号线和上海轨道交通6号线风亭测试源强，采用Cadna/A对南京至句容城际轨道交通工程马群站环控设备周边敏感点进行噪声预测(预测条件：敏感点预测高度为4.2 m，敏感点距离风亭最近距离约为30 m，风亭运行时间昼间16 h，夜间3 h)，分析结果见图1～图4。

由图1～图4可知，在采用不同源强的条件下，同一敏感点处预测结果差异较大，以环控设备最北侧敏感点为例，采用上海地铁6号线源强预测时，昼间噪声53.9 dB(A)，夜间为53.2 dB(A)；采用深圳地铁1号线源强预测时，昼间噪声58.1 dB(A)，夜间为55.0 dB(A)，昼间预测结果最大相差4 dB(A)，夜间相差2 dB(A)。

风亭产生的噪声与风道内风机型号、功率，风道结构、长度，消声器的长度、消声量等有关[5]，不同城市的轨道敷设条件不同，风亭等环控设备的布置形式也存在较大差异，相应产生的噪声值也有所不同。随着轨道交通的迅猛发展，风亭的形式、结构也在不断的更新变化中，风亭源强数据不仅具有地域性，更具有显著的时效性，早期的监测数据已不能真实反映现状，如大连地铁1号线环评阶段采用的噪声源强较小，距离风亭20m外的富国街站某居民小区预测结果不超标，未采取降噪措施，实际运营时附近居民投诉噪音太大，严重影响居民休息。建设单位接到投诉后，对距离住宅区较近、产生噪声较大的敏感点进行了监测，监测结果远大于环评阶段采用的类比源强数值，建设单位结合监测情况及时采取了声屏障等降噪措施，减少了对居民区的噪音影响。为避免或减少类似的环境投诉，建议加强前期的基础调查与数据收集工作，兼顾地域性及时效性，形成系统及实时的数据库，使源强数据的选取更具有针对性及科学性。

图1　敏感点噪声昼间预测结果(源强采用上海地铁6号线源强)

图2　敏感点噪声夜间预测结果(源强采用上海地铁6号线源强)

图3　敏感点噪声昼间预测结果(源强采用深圳地铁1号线源强)

图4　敏感点噪声夜间预测结果(源强采用深圳地铁1号线源强)

3　结　语

不同类比条件下的噪声源强存在明显差异，对敏感点的噪声预测结果有较大影响，将直接影响到后期施工及运营时的降噪措施方案。随着城市轨道交通发展的日益成熟，提出以下建议：

1) 沈阳、大连、青岛、无锡、合肥及武汉等已开通轨道交通的城市启动噪声源强测试工作，需综合考虑地域、线路敷设方式、车辆类型、列车编组、环控设备型号、线路运营时间等因素，建立时间、空间及轨道特性三维一体的数据库，同时强化实际监测结果与环评预测值的相关性分析，构建更为科学及合理的预测模型，为环评预测工作提供必要的依据。

2) 对于环境影响评价工作者，在源强取值类比选择时，除考虑轨道交通特性外，要适当兼顾监测数据的地域性和时效性，尽量采用同区域较新的监测数据，使环境影响评价工作更加趋于合理和科学。