深圳市羅湖區(qū)道路交通噪聲地圖的繪制與應(yīng)用

1、市羅湖區(qū)道路交通噪聲地圖的繪制與應(yīng)用蔭來 1*，廖宇強(qiáng)1，蓉 1，吳鴻鳴1，梅立永2，（ 1. 市羅湖區(qū)環(huán)境保護(hù)局， 518019 ； 2. 產(chǎn)學(xué)研環(huán)境技術(shù)中心，518057 。 *本文聯(lián)系人Tel: ）摘 要 ： 通過噪聲模擬繪制噪聲地圖，能夠預(yù)知未來的整個(gè)區(qū)域的噪聲分布，和可以實(shí)時(shí)更新、動(dòng)態(tài)管理，獲取不同時(shí)段受噪聲直接影響的人口數(shù)量和分布，而這些是常規(guī)噪聲監(jiān)測手段無法實(shí)現(xiàn)的。作為具有嘗試性的工作，我們以SoundPLAN 軟件為依托，將羅湖區(qū)城市主干道路及周邊地物進(jìn)行概化、建模，并根據(jù)實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)試參數(shù)，繪制出羅湖區(qū)主干道路噪聲分布地圖，并對噪聲污染嚴(yán)重路段防護(hù)措施進(jìn)行效果模擬，為羅湖區(qū)

2、道路交通噪聲控制規(guī)劃和整治以及建設(shè)項(xiàng)目審批管理等提供依據(jù)。一、目的用常規(guī)方法對道路交通噪聲監(jiān)測，雖然速度快、操作簡單，但是缺少重要聲源資料、氣象參數(shù)資料，在測量時(shí)會(huì)受背景噪聲影響，監(jiān)測點(diǎn)有限。通過噪聲模擬繪制噪聲地圖，能夠預(yù)知未來的整個(gè)區(qū)域的噪聲分布，為噪聲治理提供依據(jù)，而不是只能反映單點(diǎn)的噪聲現(xiàn)狀，在噪聲地圖的基礎(chǔ)上，可以實(shí)時(shí)更新、動(dòng)態(tài)管理，獲取不同時(shí)段受噪聲直接影響的人口數(shù)量和分布，為噪聲控制規(guī)劃以及建設(shè)項(xiàng)目審批管理等提供依據(jù)1 。二、噪聲模擬與噪聲地圖城市環(huán)境噪聲模擬模型就是根據(jù)過去和現(xiàn)在所掌握的基礎(chǔ)資料包括噪聲源的種類、數(shù)量、 位置及其作用時(shí)間等和建筑布局、氣象參數(shù)等有關(guān)資料推斷未來，

3、預(yù)計(jì)環(huán)境噪聲的變化和發(fā)展趨勢所建立的數(shù)學(xué)模型，它可以有效防止噪聲環(huán)境進(jìn)一步惡化，并為治理和改善噪聲環(huán)境提供依據(jù)。在城市環(huán)境噪聲的各聲源中，交通噪聲占有重要地位。自20 世紀(jì) 80 年代以來， 各國相繼開發(fā)了基于當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的道路交通噪聲模擬模型而我國當(dāng)前基本上還在使用國外的相關(guān)模擬模型或在其基礎(chǔ)上加以修正2 。噪聲評價(jià)的主要手段是“以模擬為主、 實(shí)測為輔、面向受體”， 即在實(shí)測基礎(chǔ)上通過對城市不同區(qū)域的噪聲污染情況的模擬模擬，來評價(jià)不同接受點(diǎn)的噪聲污染水平。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果， 對噪聲污染產(chǎn)生的特點(diǎn)、原因和周圍敏感點(diǎn)受影響程度進(jìn)行分析，為后續(xù)噪聲污染治理措施制定提供依據(jù)3 。模 型 軟 件 采 用

4、德 國的SoundPLAN模型4。SoundPLAN軟件自1986年 由Braunstein+ Berndt GmbH軟 件 設(shè) 計(jì)師和咨詢專家 頒 布 以 來，迅速成為 德國 戶外 聲 學(xué) 軟 件 的 標(biāo) 準(zhǔn) ， 并逐 漸成 為 世 界 關(guān)于噪聲預(yù)測 、 制 圖 及 評估的領(lǐng)先軟 件7 。 采用SoundPLAN 軟件可模擬幾何衰減、地面效應(yīng)、表面反射以及障礙物引起的 屏蔽等衰減項(xiàng)，同時(shí)考慮了空氣吸收衰減、建筑物多次反射等影響因素，它可覆 蓋接受點(diǎn)周圍的整個(gè)區(qū)域，可繪制噪聲等值分布圖、噪聲敏感點(diǎn)噪聲分布圖和三 維噪聲分布等。SoundPLAN 的建模、計(jì)算及評估都是基于ISO和其他標(biāo)準(zhǔn)，將實(shí)

5、際的生活 環(huán)境轉(zhuǎn)化成抽象的數(shù)學(xué)模型，自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的類型根據(jù)用戶需要選擇，包 括噪聲圍線圖，色階圖，建筑物表面聲壓級分布，特定點(diǎn)噪聲計(jì)算等。幾何效梏區(qū)處的林再辟修機(jī)均定義bhngle llceiirse-i 中e rnvq 器 Schal 03 (Scha| 0C3 Lilt 150 <MS13-2 : IGSft 此P即kpkiLd嵐仃久/圖1 SoundPLAN 軟件界面噪聲分布圖是通過對感興趣的區(qū)域劃分網(wǎng)格，計(jì)算網(wǎng)格點(diǎn)得到。因此這里主 要介紹單個(gè)點(diǎn)響應(yīng)的計(jì)算過程。根據(jù)激勵(lì)源互不相關(guān)性，對某點(diǎn)的響應(yīng)可以分別 計(jì)算所有聲源的貢獻(xiàn)加以疊加。而對某單個(gè)聲源的貢獻(xiàn)可由下式計(jì)算:其中LW為

6、單個(gè)聲源的聲功率，C1Cn為各個(gè)不同傳播模式的修正系數(shù)， 包括直達(dá)聲場、空氣吸收、衍射聲場、地面影響、反射聲場。SoundPLAN 使 用 扇 形 模 型 進(jìn) 行 聲 場 計(jì) 算 。從 接 受 點(diǎn) 出 發(fā) ，發(fā) 射 “ 射 線 ” 覆 蓋 所 有 要 考 慮 的 區(qū) 域 和 實(shí) 體 ，包 括 ：源 ，反 射 體 ，聲 屏 障 ，地 面 衰 減 區(qū) 等 。射 線 間 隔 為 1 度（ 缺 省 值 ），也 可 以 自 行 設(shè) 定 ，間 隔 越 小 ，計(jì) 算 將 會(huì) 越 精 確 ，也 越 慢 。研 究 顯 示 ，扇 形 掃 描 比 射線 掃 描 要 精 確 很 多 ，它 可 以 覆 蓋 接 受 點(diǎn)

7、周 圍的 整 個(gè) 區(qū) 域 ， 而 射 線 掃 描 就 會(huì) 忽 略 掉 射 線 間 的 部 分 。 但 SoundPLAN 在 掃 描 方 向 發(fā) 現(xiàn) 一 個(gè) 聲 源，它將自動(dòng)計(jì)算包含在該扇面聲源部分。在噪聲預(yù)測分析軟件SoundPLAN 等的支持下，還可繪制噪聲等值分布圖、噪聲敏感點(diǎn)噪聲分布圖和三維噪聲分布等，可以表現(xiàn)不同高度（地面，10 米， 20 米等）的等值線或某個(gè)橫斷面的等值線，還可以以動(dòng)畫形式進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示。三、噪聲地圖繪制與應(yīng)用在 SoundPLAN 等的支持下，我們采用調(diào)研監(jiān)測的數(shù)據(jù)繪制羅湖區(qū)的噪聲地圖，分析道路交通噪聲影響的空間圍、受噪聲影響的人口數(shù)量和分布，為交通噪聲治理提供技

8、術(shù)依據(jù)。（一） 數(shù)據(jù)收集與處理繪制噪聲地圖需收集和處理的數(shù)據(jù)包括：1 、空間數(shù)據(jù)：各個(gè)路段、各類地物（如建筑物、聲屏障等）和接受點(diǎn)的坐標(biāo)，等高線或標(biāo) 高點(diǎn)等； 2 、屬性數(shù)據(jù)：各路段的車流量、車速、輕/ 重型車比例、路寬、路面材料、綠化植物高度、聲屏障的高度和長度、建筑物的高度和層數(shù)等。以上數(shù)據(jù)大部分通過調(diào)查監(jiān)測獲取，其中空間數(shù)據(jù)直接采用羅湖區(qū)地形圖，部分對預(yù)測結(jié)果影響不大的參數(shù)通過類比估算而得。（二）主干道路噪聲地圖繪制繪制噪聲地圖是一項(xiàng)長期而艱巨的工作，需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)，由于缺乏對鐵路噪聲、工業(yè)噪聲等的聲源數(shù)據(jù)，單就城市道路交通噪聲而言，短期也無法對所有類型的道路及周邊環(huán)境進(jìn)行

9、調(diào)查并數(shù)字化后輸入模型。因此，作為具有嘗試性的工作，我們以SoundPLAN 軟件為依托，將羅湖區(qū)18 條城市主干道路及周邊地物進(jìn)行概化、建模， 并根據(jù)實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)試參數(shù)，繪制出羅湖區(qū)主干道路噪聲分布地圖（圖 2、3）。a t m -i itf t圖2羅湖區(qū)主干道路噪聲地圖繪制羅湖區(qū)主T道路噪聲二維分布圖圖3羅湖區(qū)主干道路噪聲三維分布圖(三)噪聲污染與治理的模擬分析我們應(yīng)用SoundPLAN 軟件對所研究的大道、中學(xué)及周圍地形地貌進(jìn)行建模，根據(jù)所建模型進(jìn)行了噪聲模擬。依據(jù)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3096-2008) » ,利用SoundPLAN軟件計(jì)算第一排建筑物不同111層晝間和夜間

10、的等效A聲級Leq(A),如表1所示。表1中學(xué)第一排教學(xué)樓晝間和夜間的噪聲預(yù)測值(無聲屏障)樓層晝間(6: 00 22 : 00)夜間(22 : 00次日6: 00)預(yù)測值dB(A)超標(biāo)量dB(A)預(yù)測值dB(A)超標(biāo)量dB(A)170.1+0.463.6+8.9270.5+0.864.0+9.3370.8+ 1.064.3+9.6471.0+ 1.264.5+9.7571.1+ 1.464.6+9.9671.3+ 1.564.8+10.0現(xiàn)狀第一排教學(xué)樓晝間和晚上均超標(biāo)嚴(yán)重，在輔道路邊加裝長 200m、高5.0m的折彎式聲屏障后，可使第一排教學(xué)樓各樓層的晝間噪聲降低2.46.7 dB(A),

11、對改善第一排教學(xué)樓各樓層的聲環(huán)境質(zhì)量有一定效果，見下表，圖。表2 中學(xué)第一排教學(xué)樓晝間和夜間的噪聲預(yù)測值(聲屏障5.0m )樓層晝間(6: 00 22 : 00)夜間(22 : 00次日6: 00)預(yù)測值dB(A)插入損失量dB(A)預(yù)測值dB(A)插入損失量dB(A)163.4-6.757.0-6.6264.2-6.357.8-6.2365.2-5.658.8-5.5466.3-4.759.9-4.6567.5-3.661.1-3.5668.9-2.462.5-2.3j 航 dB(A：濱河大道鹿丹村區(qū)濱河中學(xué)附近噪聲模擬圖4 大道中學(xué)附近區(qū)域晝間噪聲二維分布（無隔聲屏）濱河大道鹿丹村復(fù)云刈中

12、學(xué)附近聲模拉I聲屏障5,0m 1圖5大道中學(xué)附近區(qū)域晝間噪聲二維分布（加設(shè) 5.0m聲屏障）(四)估算受噪聲影響人口分布在初步繪制的羅湖區(qū)主干道路噪聲地圖基礎(chǔ)上，可識別出受道路交通噪聲影響嚴(yán)重的大致圍，結(jié)合對各敏感點(diǎn)的人口調(diào)查結(jié)果，可粗略估算出受噪聲直接影響的人口數(shù)量和分布。根據(jù)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3096-2008 ),城市道路干線兩側(cè)第 1棟建筑物執(zhí)行4a 類標(biāo)準(zhǔn)，其中學(xué)校、醫(yī)院執(zhí)行2類標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)敏感點(diǎn)監(jiān)測結(jié)果，夜間噪聲全部超標(biāo)；因此，以晝間噪聲為指標(biāo)，估算出調(diào)查圍居住區(qū)超過70dB(A)的戶數(shù)、醫(yī)院和學(xué)校超過 60dB(A)的床位數(shù)和學(xué)生數(shù)，并列出統(tǒng)計(jì)表(見下表1)。據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，道路沿線

13、受噪聲直接影響的人口數(shù)量占敏感點(diǎn)總?cè)丝诘?0%以上。表3道路沿線受噪聲直接影響的人口數(shù)量統(tǒng)計(jì)序號道路名稱居住區(qū)學(xué)校醫(yī)院敏感點(diǎn)調(diào)查數(shù)量總戶數(shù)晝間噪聲超過70dB(A)的戶數(shù)敏感點(diǎn)調(diào)查數(shù)量師生總數(shù)晝間噪聲超過 60dB(A)的師生數(shù)敏感點(diǎn)調(diào)查數(shù)量總床位數(shù)晝間噪聲超過 60dB(A)的床位數(shù)1布心路63000180012200170015003302羅沙路845002300118060-3深南東路-4愛國路-一-四、結(jié)論作為具有嘗試性的工作，我們以SoundPLAN 軟件為依托，將羅湖區(qū)條城市主干道路及周邊地物進(jìn)行概化、建模，并根據(jù)實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)試參數(shù)，繪制出羅湖區(qū)主干道路噪聲分下一步可以進(jìn)行更詳細(xì)的調(diào)查，收布地圖，并對噪聲污染嚴(yán)重路段防護(hù)措施進(jìn)行效果模擬。集更為翔實(shí)的數(shù)據(jù)，提高噪聲模擬的精度，細(xì)化為更貼近實(shí)際情況的噪聲地圖，為噪聲治理和環(huán)境管理提供技術(shù)支撐。由于目前法律法規(guī)的限制，以及模擬精度問題，噪聲模擬結(jié)果尚不能直接用于行政執(zhí)法。主要參考文獻(xiàn)：1 城市高架快速路交通噪聲的環(huán)境影響及防治對策. 環(huán)境工程, 1998(4):53-562 崢 . 主干道噪聲對臨街校園的影響及聲屏障設(shè)計(jì)研究. 大學(xué)， 20083 宮瑞婷 . 城市道路交通噪聲污染分析與對策研究.