2. 东南大学建筑学院,江苏 南京 210096;
3. 江苏省扬州环境监测中心,江苏 扬州 225009
2. School of Architecture, Southeast University, Nanjing, Jiangsu 210096, China;
3. Yangzhou Environmental Monitoring Center of Jiangsu Province, Yangzhou, Jiangsu 225009, China
随着我国经济的快速发展以及城市化进程的不断提升,人们的生活水平逐渐提高,对于身边的环保问题也越来越关注,关于要求改善城市居住环境状况的投诉量也逐年升高。道路交通噪声作为一种非稳态、不连续的流动性污染源,因其扩散范围广、持续时间长、影响程度深,已经成为制约城市人居环境质量提高的重要因素。
道路交通噪声作为城市发展中普遍存在的环境污染问题,国内外都开展了一系列的相关研究。城市交通噪声的监测方法大致可分为远处或路边测量,声压级通过监测麦克风测定[1],在完成户外噪声采集后通过时间平均法[2]对噪声数据进行研究与分析。国外关于公路交通噪声监测的研究开展较早,从20世纪90年代起,美国普渡大学的研究人员开始对不同类型路面引起的噪声进行了相关研究[3]; 国内也开展了相关研究,刘莲馥[4]于2005年对当时国内外常用的交通噪声监测方法进行了分类与优缺点比较,并从中总结出不同环境情况与研究目标下的噪声监测方法; 汪赟[5]于2014年提出交通噪声监测中测点高度的不同对道路交通噪声监测数据产生一定影响; Gao等[6]提出用矩阵决定最佳噪声监测点的灰色绝对关系度理论,通过利用矩阵格雷绝对关系度理论,优化了噪声传感器在大约2 km2区域的分布。
交通噪声的监测与数据采集过程中,由于各种实际环境以及设备方面的限制,通常会采用一些预测方法以补偿实际测量的不足,如赵剑强等[7]在2002年提出了不同地面与道路长度情况下公路交通噪声预测方法; 李宪同等[8]在2018年对道路交通噪声预测声源简化也开展了相关的研究。关于交通噪声的分布与其造成的影响也是城市交通噪声问题研究的重点。
Banerjee等[9]于2009年在孟加拉与印度选择了35个地点收集交通噪声数据,对城市中道路交通引起的噪声的时间和空间分布规律进行研究与分析; 王克琴等[10]于2015年对城市道路交通建设过程中产生的噪声影响进行了相关研究; 冯悦[11]从城市规划的角度研究交通噪声空间分布影响规律,并从不同层次探析城市规划要素对交通噪声的控制。
现选取南京市具有代表性的道路交通干线,采用手工监测和自动连续监测的方法,开展交通噪声随时间、空间变化的分布研究,并对不同路段的噪声水平衰减和垂直衰减规律进行分析,提出道路交通噪声污染防治建议。
1 研究方法 1.1 总体原则选取南京市有代表性的快速路段,包括地面快速路段、高架路段、高架路和非高架路衔接路段。测量区域选择开阔地,地形状况变化不大,无声屏障路段,避开大坡道、匝道等复杂路面,保证能监测到水平距离35~200 m的区域,距离干线路口大于50 m。同时选择沿街宾馆开展敏感建筑物的噪声监测。
监测期间避开交通噪声以外的其他噪声干扰,多点同步监测。测量时段选择在正常工作日,避开节假日及非正常工作日。
昼间测量安排在上、下午各1次,避开上、下班时间,夜间安排在22:00以后,敏感点同步开展24 h连续监测。
1.2 测量地点地面快速路段选择城东干道快速路(大光路至瑞金路段),高架桥路段选择应天大街高架(西城路和文体路段),高架路和非高架路衔接路段选择凤台南路(天合广场路段)。
城东干道快速路为双向6车道,路宽约50 m,路长约663 m; 应天大街高架路段长约500 m,桥面为双向6车道,路宽约30 m,地面段道路为双向10车道,路宽约55 m,高架桥高约9 m。凤台南路路段长约500 m,地面段道路为双向13车道,路宽60 m,高架段为双向6车道,宽约22 m。
1.3 交通噪声的水平分布水平方向安排在地面段距离慢车道0.2,35 m,距道路中央40,60,80,120,200 m等多个测点同步进行监测,距离地面高度均为1.2 m,传声器方向指向监测道路(衔接路段由于水平空间距离不足,故没有开展水平衰减监测)。记录连续等效声级(Leq)、累积百分声级(L5、L10、L50、L90、L95)、标准差(SD)、最大声级(Lmax)、最小声级(Lmin),同步记录地表与高架上的车流量,分大、中、小型车进行统计,同步记录气象参数。
1.4 交通噪声的垂直分布垂直方向安排在4a类声环境功能区(表 1)内第1排敏感建筑物户外,各楼层同步进行监测,高度在允许范围内直至噪声级开始减小或者达标。记录Leq、L5、L10、L50、L90、L95、SD、Lmax、Lmin,同步记录地面与高架桥面的车流量,以及气象参数。
为了解噪声变化规律,针对4a类声环境功能区进行24 h噪声连续监测。记录每个小时的Leq、L5、L10、L50、L90、L95、SD、Lmax、Lmin,同步记录道路车流量,以及气象参数。
1.6 评价标准 2 结果与分析 2.1 地面快速路段交通噪声污染状况 2.1.1 水平衰减情况地面快速路段交通噪声水平衰减情况见图 1。由图 1可见,昼间距慢车道0.2 m范围内声级值均<70 dB,达到4a类声环境功能区标准; 该段道路相邻区域为2类声环境功能区,根据《南京市声环境功能区划分调整方案》[13],距慢车道35 m以外应当执行2类声环境功能区标准,但监测结果表明,昼间、夜间距慢车道35 m处声级值均>60 dB,超过2类声环境功能区标准; 昼间距道路中央60 m(距慢车道45 m)以外声级值<60 dB,符合2类声环境功能区标准。
夜间,距慢车道0.2 m范围内声级值>55 dB,超过4a类声环境功能区标准; 距慢车道35 m处声级值>50 dB,超过2类功能区标准; 距道路中央200 m(距慢车道175 m)以外声级值<50 dB,符合2类声环境功能区标准。
2.1.2 垂直衰减情况分别在距离慢车道约25 m的敏感建筑物1层(距地面高度约3 m)、3层(距地面高度约10 m)、5层(距地面高度约15 m)和7层(距地面高度约21 m)窗户外1 m处,布设垂直噪声衰减监测点位,地面快速路段交通噪声垂直衰减情况见图 2。由图 2可见,昼间首排建筑物外噪声<70 dB,均达4a类声环境功能区标准; 夜间>55 dB,均超标。昼、夜间同一层高噪声级变化不大,且噪声级变化趋势一致,昼、夜间声级值均随着楼层的升高而逐渐增大,在第7层测出的声级最高值约为69 dB。
在距离慢车道约25 m处的建筑物3层(距地面高度约10 m)户外,设置24 h连续监测点,监测期间,道路车流量范围约1 200~4 200辆/h,声级值为62.0~67.3 dB,其声级值和车流量的变化具有一定相关性,具体见图 3。地面快速路段交通噪声昼间16 h声级值全部<70 dB,均达到4a类声环境功能区昼间标准,最大67.3 dB; 夜间8 h(22:00 —次日06:00)声级值均>55 dB,均超过了4a类声环境功能区夜间标准,最小声级值为62.0 dB; 昼间时段车流量在1 500~4 200辆/h时,声级值范围为63.6~67.3 dB; 夜间时段车流量在1 200~2 800辆/h时,声级值范围为62.0~65.9 dB。
在距离地面高度约1.2 m处测量高架路段交通噪声水平衰减情况,高架路段交通噪声水平衰减情况见图 4。由图 4可见,其变化趋势与地面快速路段(图 1)相同,说明距离地面高度约1.2 m处主要受地面段交通噪声影响,高架段交通噪声影响较小。
昼间,距慢车道0.2 m范围内声级值略微超过4a类声环境功能区标准; 该段道路相邻区域为2类声环境功能区; 距慢车道35 m处声级值均>60 dB,超过2类声环境功能区标准; 距道路中央120 m(距慢车道约92 m)以外声级值<60 dB,符合2类声环境功能区标准。
夜间,距慢车道0.2 m范围内声级值>55 dB,超过4a类声环境功能区标准; 距慢车道35 m处声级值>50 dB,超过2类声环境功能区标准; 距道路中央200 m(距慢车道约172 m)以外声级值<50 dB,符合2类声环境功能区标准。
2.2.2 垂直衰减情况在距离慢车道约10 m的敏感建筑物的1层(距地面高度约1.2 m)、3层(距地面高度约12 m)、5层(距地面高度约20 m)、7层(距地面高度约28 m)窗户外1 m处,布设垂直噪声衰减监测点位。高架路段交通噪声垂直衰减情况见图 5。由图 5可见,昼间建筑物外环境噪声声级值除第3层<70 dB外,其他楼层噪声声级值均>70 dB,夜间所有楼层都>55 dB。主要是由于3层以上同时受到地面交通和高架交通的影响。
昼、夜间同一层高噪声级变化不大,且变化趋势一致,昼、夜间声级值均随着楼层高度的升高而逐渐增大,昼间除第3层声级值可以达到4a类声环境功能区标准外,其他楼层均超标; 夜间各高度楼层环境噪声均超标,在第7层楼测出的声级值最高约79 dB,且声级值依然处于上升趋势。
2.2.3 24 h噪声监测情况在距离慢车道约10 m处首排建筑物5层户外,设置24 h连续监测点。监测期间,道路车流量为4 500~8 200辆/h,声级值为70.0~78.1 dB,声级值和车流量的变化具有强相关性,具体见图 6。受高架路面交通噪声影响,监测期间声级值均>70 dB,均超4a类声环境功能区标准,昼间最大值为早上07:00的78.1 dB,对应车流量达8 200辆/h,高于昼间平均车流量(1 000辆/h); 夜间最大值为22:00的77.3 dB,对应车流量达7 800辆/h,高于夜间平均车流量(2 100辆/h),噪声声级值偏高还与道路周边建筑密度有关,由于该路段两侧建筑物分布较密,受“声廊效应”影响较重,噪声污染严重。
在距离上、下高架桥衔接路段慢车道约20 m的敏感建筑物的1层(距地面高度约4 m)、3层(距地面高度约12 m)、9层(距地面高度约36 m)、11层(距地面高度约44 m)窗户外1 m处,布设垂直噪声衰减监测点,测点处噪声既受高架路面交通噪声影响,也受地面交通噪声影响。衔接路段交通噪声垂直衰减情况见图 7。由图 7可见,各层昼、夜间声级值均>70 dB,均超过4a类声环境功能区标准,随着楼层高度的升高,声级值逐渐增大,在9层楼的测点出现最高值,约为78 dB,11层后声级值开始减小。昼间声级值最大超标约8 dB,夜间声级值最大超标约22 dB。
在距离上、下高架桥衔接路段慢车道约20 m的敏感建筑物9层窗户外1 m处,布设24 h监测点,监测期间,道路车流量为3 500~7 700辆/h,声级值为69.4~80.1dB,声级值和车流量的变化具有强相关性,具体见图 8。衔接路段交通噪声昼间16 h声级值全部>70 dB,均超4a类声环境功能区标准,昼间最大值为早上07:00的80.1 dB,对应车流量7 500辆/h,高于昼间平均车流量(800辆/h); 夜间8 h声级值全部>55 dB,均超4a类声环境功能区标准,夜间最大值为22:00的78.6 dB,对应车流量达7 000辆/h,高于夜间平均车流量(2 000辆/h)。该路段声级值明显高于其他路段,除与车流量有关外,也与车辆速度有一定关系。
(1) 地面快速路段道路车流量为1 200~4 200辆/h时,声级值为62.0~67.3 dB,声级值和车流量的变化具有一定相关性。昼间时段达到4a类声环境功能区标准,距离慢车道约45 m以外,才可以满足相邻2类声环境功能区标准限值要求; 夜间时段均超4a类声环境功能区标准,距离慢车道约175 m以外才可以满足相邻2类声环境功能区标准限值要求; 敏感建筑物同一层高昼、夜间噪声级变化不大,昼、夜间噪声级变化趋势一致,随着楼层的升高,声级值逐渐增大。
(2) 高架路段道路车流量为4 500~8 200辆/h时,声级值为70.0~78.1 dB,声级值和车流量的变化具有强相关性,同时该路段周边建筑密度较高,受“声廊效应”影响较重,噪声污染严重。昼间时段距离慢车道约92 m以外,才可以满足相邻2类声环境功能区标准限值要求; 夜间时段均超过4a类声环境功能区标准限值,距离慢车道约172 m以外才可以满足相邻2类声环境功能区标准限值要求; 敏感建筑物同一层高昼、夜间噪声级变化不大,昼、夜间噪声级变化趋势一致,随着楼层的升高,声级值逐渐增大,且声级值依然处于上升趋势。
(3) 衔接路段道路车流量为3 500~7 700辆/h时,声级值为69.4~80.1 dB,声级值和车流量的变化具有强相关性,该路段声级值明显高于其他路段,与车辆行驶速度较快有关。敏感建筑物各楼层昼、夜间声级值均>70 dB,均超过4a类声环境功能区标准,随着高度的升高,声级值逐渐增大,在约9层(36 m)高处出现声级值最高值(78 dB),之后声级值开始下降,但依然超标。
3.2 建议(1) 对于先路后房的情况,建议加强统筹规划,强化源头防控,严格控制道路与噪声敏感建筑物的距离。规划敏感建筑物与道路距离时控制距离在200 m左右; 如果无法满足控制距离的要求,建议靠近道路的首排建筑可以规划为非敏感建筑物,如商场、办公场所等; 对于在高架路段周边建设敏感建筑物,建议敏感建筑物高度不宜超过高架桥高度。
(2) 对于先房后路的情况,在无法满足足够控制距离的情况下,根据敏感建筑物使用性质、建筑物高度、建筑物密度等实际情况,控制道路车辆通行量及通行速度; 拟建道路两侧存在密度较高的高层敏感建筑物时,不宜新建高架道路; 无法满足以上要求的新建道路,应当增加建设声屏障的相关设计,以减少交通噪声的影响。
(3) 对于现有道路交通噪声扰民情况。一方面,新建道路增加声屏障,改变道路交通噪声传播途径,以降低噪声影响; 另一方面,根据不同楼层噪声影响情况,为噪声敏感建筑物增加不同类型的隔声门窗,确保建筑物室内达标,满足建筑物基本使用功能。
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