對交通噪聲預測模式的修正

在高速公路項目的環(huán)境評估中，交通噪聲預測通常被用作環(huán)境評估的對象。《公路建設項目環(huán)境影響評價規(guī)范(試行)》(下簡稱《規(guī)范》)推薦的模式是目前高速公路交通噪聲預測普遍采用的噪聲預測模式,本文通過對《規(guī)范》推薦模式對聲影區(qū)交通噪聲降噪量計算結果的分析,提出修正模式。1噪聲區(qū)域及其噪聲量1.1噪聲衰減影響聲影區(qū)系指聲波傳播過程中,遇聲屏障、構(建)筑物、高路堤路肩或路塹邊坡等阻擋作用,造成聲波繞射引起噪聲聲級衰減的區(qū)域,聲級衰減量與聲程差、聲波頻率等多種因素有關。1.2聲影區(qū)聲級衰減量的確定菲涅爾數N系聲程差和聲波頻率的函數,菲涅爾數的引入是為了綜合反映聲程差、聲波頻率與聲影區(qū)聲級衰減量的關系。目前有關聲級繞射衰減量dL的函數式中,dL均是N的函數,即dL=F(N)。N=2×δ/λ=2×δ×f/c(1)Ν=2×δ/λ=2×δ×f/c(1)式中:δ—聲程差(m);f—聲波等效頻率(Hz);C—聲速(m/s)。1.3基于500x頻率的擬合曲線目前,國內外有關聲波繞射衰減量確定方法主要有兩種:一是查圖(表)法;公式計算法。兩種方法的結果基本一致。圖表法是長安大學張玉芬教授根據前人的實驗結果,以500Hz頻率為等效頻率繪制得到的聲程差與繞射衰減量的關系圖(見圖1),為便于程序設計,張玉芬教授對此經驗曲線進行分段擬合數值化。目前高速公路由于考慮與現有公路相交的問題,一般均采用高路堤型式,部分路段采用路塹型式。受高路堤路肩和路塹邊坡的阻擋作用,公路兩側一定范圍內一般都存在聲影區(qū),公路環(huán)評普遍存在著聲影區(qū)降噪量的計算。2推薦模式及其缺點(1)交通噪聲交通量laeq的計算(LAeq)i=Lw,i+10lg[Ni/(Vi?t)]?△L距離+△L縱坡+△L路面?13(2)(LAeq)i=Lw,i+10lg[Νi/(Vi?t)]-△L距離+△L縱坡+△L路面-13(2)式中:(LAeq)i—預測點接收到的i型車輛晝間或夜間小時交通噪聲值;Lw,i—第i類車輛的平均輻射聲級,dB(A);Ni—第i類車輛的晝間或夜間的平均小時交通量,輛/h;t—預測時間,h;△L距離—第i類車輛行駛噪聲,晝間或夜間在距噪聲等效行車線距離為r的預測點處的距離衰減量,dB;△L縱坡—公路縱坡引起的交通噪聲修正量,dB;△L路面—公路路面引起的交通噪聲修正量,dB。各型車輛晝間或夜間使預測點接收到的交通噪聲值(LAeq)交按下式計算:(LAeq)交=10lg[100.1(LAeq)大+100.1(LAeq)中+100.1(LAeq)小]+△L1?dL(3)(LAeq)交=10lg[100.1(LAeq)大+100.1(LAeq)中+100.1(LAeq)小]+△L1-dL(3)式中:△L1—公路曲線或有限長路段引起的交通噪聲修正量,dB;dL—公路與預測點之間的障礙物引起的交通噪聲修正量,dB。(2)聲繞射衰減量的計算通過式(2)分別計算大、中、小型車直達聲級對計算點的貢獻值;通過式(3)求和,計算大、中、小型車直達聲級對計算點的貢獻值之和;直達聲級貢獻值之和減去大、中、小型車在聲影區(qū)平均衰減量dL,最終得到公路交通噪聲對計算點的總貢獻值。由于不同車型聲源距地面高度不一樣,每種車型對聲影區(qū)某一預測點產生的菲涅爾數N不一樣,相應每種車型的聲繞射衰減量不同,因此理論上應將不同車型聲繞射衰減量納入式(2)計算中,而不應放在式(3)中計算,即首先計算每種車型交通噪聲(為直達聲減與繞射衰減量之差)對預測點的貢獻值,然后計算三種車型對預測點的貢獻值之和,見式(4)和(5)。(LAeq)i=Lw,i+10lg[Ni/(Vi?t)]?△L距離+△L縱坡+△L路面?dL?13(4)(LAeq)交=10lg[100.1(LAeq)大+100.1(LAeq)中+100.1(LAeq)小]+△L1(5)(LAeq)i=Lw,i+10lg[Νi/(Vi?t)]-△L距離+△L縱坡+△L路面-dL-13(4)(LAeq)交=10lg[100.1(LAeq)大+100.1(LAeq)中+100.1(LAeq)小]+△L1(5)式中符號意義同上。《環(huán)境影響評價技術導則—聲環(huán)境》(HJ/T2.4-1995))推薦采用的計算模式采用的為該技術思路。3步驟和算法計算結果對比擬定在相同計算條件的情況下,采用《規(guī)范》推薦的計算步驟(利用式(2)和式(3)計算)和利用式(4)、式(5)計算(下簡稱修正計算),其它計算全部按《規(guī)范》原則進行,確定計算結果的差異。3.1計算參數的確定(1)計算國外車:我國中國車總1.3.3根據國內外有關報道,高速公路上大、中、小型車聲源高度一般為2.4～1.0m、1.0～0.5m和0～0.3m,本次計算采用國內環(huán)評計算中普遍采用的源高,即大型車1.2m,中型車0.65m,小型車0.15m。(2)噪聲衰減量的計算采用《規(guī)范》推薦模式對聲影響區(qū)噪聲預測中,普遍采用一平均聲源高度計算聲程差和菲涅爾數,然后根據聲程差或菲涅爾數,計算(或查圖)聲影區(qū)噪聲衰減量。平均聲源高度的選取一般采用兩種方法:取固定平均聲源高度0.7～0.9m;根據不同車型車流量,結合每種車型的聲源高度,加權計算得到平均計算聲源高度,即Hˉˉˉ=1n1+n2+n3Σ水落石出3nihi(niΗˉ=1n1+n2+n3Σ水落石出3nihi(ni、hI分別代表i車型的車流量和聲源高度)。(3)周邊近距離受聲點高度按《規(guī)范》推薦高度1.2m取;由于聲影區(qū)主要集中在公路兩側近距離范圍,因此計算距離分別取距路中心線25m、35m和50m,6m路堤高度增加70m的預測距離。(4)路堤高度取具有代表性的4m和6m作為比較計算路堤高度參數。(5)較大干擾噪聲的衰減根據計算得到的聲程差,按上述張玉芬教授分段擬合的聲程差與繞射衰減量函數關系,計算聲級繞射衰減量。(6)計算參數集合實際情況選取,具體反映見表1。3.2《規(guī)范》模式源高按固定值取,源高按固定值取,源高按固定值取與修正計算結果的差值《規(guī)范》模式(源高采取加權計算)與修正計算結果的差值見表1,《規(guī)范》模式(源高按固定值取)與修正計算結果的差值見表2和表3。4《規(guī)范》模式根據上述計算結果的比較,可得到如下結論:(1)無論采用加權方法計算源高和源高取固定值,《規(guī)范》模式計算結果基本較采用修正計算模式的計算結果小,聲影區(qū)內預測點距離路中心越遠,偏差越大;(2)采用《規(guī)范》模式進行的交通噪聲預測中,計算源高采用加權方法較按固定取值帶來的計算偏差大;(3)《規(guī)范》模式計算與修正計算結果偏差隨著大