（环境科学专业论文）机场噪声预测与控制技术研究.pdf

a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to f c i v i la v i a t i o n ，h e rn o i s ep o l l u t i o np r o d u c e d b y a i r c r a f td u r i n g o p e r a t i o n sa r o u n da i r p o r t sr e p r e s e n t sa s e r i o u sp r o b l e m i nc h i n a t h ee n v i r o n m e n t a l i n c i d e n t so f a i r p o r tn o i s eh a v e b e c o m ea n i n e v i t a b l ep r o b l e mt oa v i a t i o ni nr e c e n ty e a r s s oi t si m p o r t a n tt ol e a r n h o wt oc o n t r o la i r p o r tn o i s ee f f e c t i v e l yf o ra d m i n i s t r a t i v ed e p a r t m e n t so f c i v i la v i a t i o n ，a i r p o r tm a n a g e r ，a i r l i n ec o m p a n ya n da i r p o r td e s i g n e r t h ew e i g h t e de q u i v a l e n tc o n t i n u o u sp e r c e i v en o i s el e v e ll w e c p ni s a d o p t e d a sa i r p o r tn o i s e r a t i n gp a r a m e t e r s ，m o r e o v e r ， i tc o m b i n e st h e s c h e d u l e df l i g h t ，a i r p o r t 够p e sa n dd e p a r t u r eo ra p p r o a c hf l i g h tp a t h so f x i a o s h a ni n t e r n a t i o n a la i r p o r ti n2 0 0 5 ，a n d c o m p u t e s a n dd r a w st h en o i s e c o n t o u r st o p r e d i c t t h en o i s e p o l l u t i o n a r o u n dt h e a i r p o r t t h e n w e d e s c r i b et h em e a s u r e m e n t so f c o n t r o l l i n ga i r p o r t n o i s ei nt h r e e a s p e c t s ：d e c r e a s i n g t h en o i s es o u r c eo fa i r c r a f t ；c o n t r o l l i n gt h en o i s e p r o p a g a t i o n ；m a k i n gl a n d - u s ep l a n n i n g a r o u n da i r p o r tr e a s o n a b l e k e y w o r d s ：a i r p o r t ；n o i s ec o n t o u r s ( n o i s ee x p o s u r e ) ；p r e d i c t ；w e i g h t e d e q u i v a l e n t c o n t i n o u sp e r c e i v en o i s el e v e l ( l w z c e n ) 第一章前言 1 1 研究目的和意义 随着我国航空事业的不断发展，机场噪声问题日益突出。近年来， 越来越多因机场噪声引起的环境纠纷已成为航空业不可回避的棘手 问题。如作为全国枢纽机场之一的北京首都国际机场，其噪声污染一 直以来难以解决；新建成不久的杭州萧山机场运营不到一年时间，就 发生了附近村民因难以忍受噪声污染而闯入机场阻止飞机起降的事 件，严重影响飞机的飞行安全。因此，如何有效地控制机场噪声，是 摆在民航各级行政主管部门、机场当局、航空公司以及从事机场规划 设计人员面前的重要课题。 机场噪声控制是一项十分复杂的工作，需采取技术和非技术的手 段予以解决。其中机场规划是达到这一目的最有效的技术手段之一， 好的机场规划可以从源头上减少或控制噪声的污染。而制定机场规划 的重要依据就是机场噪声等值线图。机场噪声等值线图是描述、分析、 评价机场周围及航道下所经过区域环境噪声影响的主要资料，是确定 机场选址及其周围土地合理规划的科学依据。我国的环保部门已明文 规定：对新建机场，在申报机场建设项目时，必须对机场周围地区作 出噪声预估和环境影响评价；对原有的机场也应定期报告噪声的等值 线图，以便对机场周围的土地利用作出规划。 本文将采用国际民航组织( i c a o ) 推荐的l w e c p n ( 计权等效连 续感觉噪声级) 作为评价参数来预测2 0 0 5 年萧山机场噪声，并绘制 机场噪声等值线图，以此来分析萧山机场噪声对周围环境的影响，提 出机场噪声的控制技术。 1 2 国内外机场噪声研究状况 对机场噪声的研究是随着航空业的发展而不断发展的。 英国的慧星( c o m e t ) 飞机是最早装用喷气发动机的商业飞机， 由于喷气发动机的巨大噪声，引起了公众的强烈反应，促使制造部门 和工业界对燃气涡轮发动机的噪声进行研究。5 0 、6 0 年代波音7 0 7 、 d c 培等飞机开始在国际航线上飞行，至7 0 年代初这两种飞机达到了 1 5 0 0 多架，致使飞机噪声污染日趋严重，特别是波音7 0 7 ，在其服役 早期曾引起严重的环境问题和政治争论。随后，各国开始制定噪声控 制规范和标准，并在机场上安装监测系统，以监督进港飞机遵守机场 噪声控制规定。1 9 6 6 年，由于欧美等发达国家的飞机噪声投诉案件 大量增加，甚至出现城市公众的强烈抗议活动，政府不得不采取积极 的行动，于是在伦敦的国际会议上签署通过了“审定”对制造厂的产 品加以控制的方案，美国联邦航空局( f a a ) 确定用有效感觉噪声级 e p n l 作为审定的噪声评价参数。之后，各国政府纷纷制定各自的飞 机噪声审定规则，严格控制飞机噪声。我国空运业起步较晚，但发展 很快，1 9 8 6 年1 2 月，在中国航空学会的主持下，召开了民用航空发 展研讨会，并确定了我国客机制造的噪声审定标准。由于各国重视飞 机噪声问题，同时采取了积极的行动，机场噪声控制取得了显著效果。 对机场噪声的预测和评价可以有效地防治机场噪声污染，为机场 及周边区域的土地开发利用提供科学依据。世界各国用作机场环境噪 声评价的方法、评价量的提出都与所在国对噪声量度的惯例有关，目 的都是为了评价和控制航空噪声的干扰和影响，由于存在政治、经济、 地理和民族生活习惯等差异，世界各国用作机场环境噪声的评价模型 和评价方法是各种各样的，国际标准化组织1 s o 、国际民航组织i c a o 及其它世界各国的机场噪声评价模型见表1 1 。经研究分析，各国机 场噪声评价方法存在以下几个方面的异同点： 相同点：均考虑到作为航空噪声影响的三项最基本内容，即飞 机噪声级、飞行次数、昼间和夜间人们对飞机噪声不同的主观反应： 各国的评价标准均来源于大量有资助的调查研究，最终是以居民的主 观反应作为制订标准的基础，因而从实用上来说，差异不大。 同时也存在以下个几方面的差异： 第一，单个噪声事件声级度量单位选择的不同； 第二，对许多噪声事件作用累加规则选择的不同； 第三，规范化常数选择的不同： 第四，评价量考虑因素多少不同，比较完备，如美国的噪声暴露 预报( n e f ) ，南非的噪度指数( n i ) ，国际民航组织在此基础上提出 的计权等效连续感觉噪声级( w e c p n l ) ，考虑到纯音修正，飞机噪 声延续时间修正和气候因素等，此类评价测定和计算较复杂，需电子 计算机联合计算才能方便的评价；较简明的评价量如瑞典的等效昼问 干扰数( e d d ) ，荷兰的总噪声负载( b ) ，日本的简化计权等效连续 感觉噪声级( 简化w e c p n l ) ，飞机噪声级为a 声级峰值，能用常规 声学设备测算。 o 。亨 o 。 重 o乞 卜 佰 宝 2 鼍 x 2 2 蚓 圣 毛军 罕 i 羚 + 懈兰 至 鼋 墨 兰 t j 码 g 童 2 + ； 苗 2 荟 闪 en = 里 一 些 一i 葛 高 2 + 叫0 2 蛙 j 遁 丕 z 山 譬如 量 斗 g 辎2球 邀 拙 出+ 一 q r 2 删 +h 垦蝰 樱叫 + 厘 素 厘 基譬 蕾攀 -g -锱 匡 襻 g 榉至 l 楚 厘 翟鉴 盛 咖 扈 苗 遂m n n 碰 茁 艇 整 i 1 求 求 求 譬 求 求 求兽 幡赧 毛琶黾琶 亳 塞塞 毛 韫 至至至 至 碗 曩世 至 棼章竺 营目 螺蝰限限限 扭怔怔怔谁限虹 蛾厘 | m 心 恨限 平限求限限忸限拉 斟巡 霸 j 山, - - 1已 吝 庭g 星星 毒 jj 斟_ 捌 jj 蚤 k 茁斟 斗+ 皇孽 略 牛棚 嚼皤山珥恻 l 管莒 誊 警 l 一l 舂 _ 藿至 2 薹墓墨 答 蓉 譬 口5 皇 _ 圣基 1 2 i 翟 旦 譬 g 三 矗 1 2 = 萎 釜 耋 量 妻 藩童 彗 盘g 5 ： 呈 当 彗 善 删 星 82 罩 絮 晶爵 空 暑 ： 可 主 e 暑 皇茜 u z 暑 己 u 瞢 凸 一 主 妊 出皿 矗 j 丕 e u 媳 至 z z za u j 里 蠡 uz u 凸 皇 盘 厘 苔 藤翳 哑圃 蓑董 圃匠鞭圳 no 幡 圃_ 林 | | j l l | 楸魍柱怔 皿 蛙o u 第二章我国机场噪声评价参数及标准 2 1 飞机噪声概述 噪声，亦称“噪音”，是指不同频率和不同强度、无规律组合在 一起的声音。而噪声污染是指不同频率和强度的声音，无规则地组合 在一起，造成对人和环境的影响。飞机噪声作为环境污染源之一，不 仅影响人们的工作、学习和休息，而且还影响人体健康，它会损害听 觉，引起或诱发神经系统和心血管方面的许多疾病，如耳鸣、听力减 退、头晕、失眼、易疲劳、记忆力减退、注意力不集中、心率改变、 血压升高、严重时全身衰弱等；甚至还可以引起飞机结构的疲劳，影 响飞机机仪表设备的正常工作；另外飞机噪声也造成客机座舱内乘客 的烦恼。 2 2 飞机噪声的来源及特点 飞机噪声是飞机飞行时存在的各种噪声源的声辐射总和。飞机噪 声源主要有两类，即推进系统噪声和空气动力噪声。推进系统噪声包 括螺旋桨噪声、喷流噪声、风扇压气机噪声、涡轮噪声和燃烧噪声 等。空气动力噪声则是由于气流流过机身引起的气流压力扰动产生 的。另外，超音速飞机产生的冲击波还会在地面形成轰声。 飞机在飞过时产生的地面噪声和一般环境噪声不同。飞机噪声是 间歇的，持续时间从十到数十秒：频谱从高频成份较强到低频成份较 强，噪声的峰值较高，频谱较宽，影响范围较广。超声速飞机的噪声 比亚声速飞机要高，而且产生轰声。 2 3 我国机场噪声评价参数及评价标准 2 3 1我国机场噪声评价参数 我国于1 9 8 3 年着手制定有关飞机噪声的标准，1 9 8 8 年8 月发布 了机场周围飞机噪声环境标准，1 9 8 8 年1 1 月1 日开始实施至今。 标准中采用了国际民航组织推荐的指标计权等效连续感觉噪声级 l w e c p n 。它的定义如下： l g e c e n = l e p n + 1 0 l g ( n i + 3 n 2 - - f 1 0 n 3 ) 一3 9 4( 1 ) 式中：n l 、n 2 、n 3 分别是为7 ：0 0 1 9 ：0 0 ，1 9 ：0 0 2 2 ：0 0 ，2 2 ：0 0 次日 7 ：0 0 的起降次数，l e p n 为某地点在一天内飞机通过n 架次的有效感 觉噪声级的能量平均值。 飞机噪声出厂鉴定的基本指标是感觉噪声级( l ，n ) 。当考虑飞机 噪声作用的持续时间，则指标为有效感觉噪声级( l 。，n ) ，其定义是： w = l o l g 去f 1 1 0 “d t ( 2 ) 式中：p n l t 是经过纯音修正的感觉噪声级t l 、t 2 为计算噪声的起止 时间，t o 为基准时间( 1 0 秒) 。 根据式( 1 ) 、( 2 ) ，并用1 0 l 0 9 8 6 4 0 0 取代3 9 4 ，可得： 川。4 芷李 l j 上式中，n i + 3 n 2 + 1 0 n 3 是考虑飞机噪声在昼夜有不同影响而经过 加权后的一天飞行总架次，8 6 4 0 0 为天时间的秒数。由此可见， l w e c p n 的物理概念很明确，它表示飞机噪声全天平均每秒钟对人的冲 击( 感觉噪声级) 。 2 3 2 我国机场周围飞机噪声评价标准 人对噪声强度的感觉表述见表2 - 1 。 表2 - 1人对噪声强度的感觉 噪卢强度水平( d b )感觉 8 0 有显著感觉 9 0 使人心烦、需大声讲话对方才能听清 1 0 0 使人更加心烦 1 1 5 高声也不能交谈 1 2 0 噪声强烈产生刺激感 1 2 5 使人头痛 在l w e c p n 值小于7 0 d b 的区域，居民基本没有抱怨；在l w e c p n 值值为7 0d b - 8 0 d b 之间的区域，居民的社会活动将受到干扰( 诸如 干扰交谈、思考、睡眠等) ；l w e c p n 值值为8 0d b 9 0 0 d b 之间的区域 会引起人们的强烈抱怨。 国家标准g b 9 6 6 0 8 8 机场周围飞机噪声环境标准见表2 2 。； 表2 - 2 机场周围飞机噪声环境标准( g b 9 6 6 0 8 8 ) 适用区域 标准值( 单位：d b ) 一类区域7 0 二类区域 7 5 一类区域：特殊住宅区、居住、文教区： 二二类区域：除一类区域外的生活区。 从飞机噪声限值与飞机噪声环境标准数值对比来看，两者有一定 的差距。因此，在邻近机场区域内，特别是繁忙机场的两端，噪声污 染严重的区域，需要进行噪声控制或采取其它处理办法，使噪声尽量 降低到允许的环境噪声范围内。 第三章机场噪声等值线的计算和绘制 3 1 机场噪声预测模型 1 3 1 1 基本评价量及预测公式 本文采用国际民航组织( i c a o ) 推荐的计权等效连续感觉噪声 级l w 。c ，n 作为表示机场周围地区飞机噪声的评价参数。其计算公式 为： l w e c p n = l e p n + 1 0 1 9 ( n i + 3 n 2 + 1 0 n 3 ) 一3 9 4 l 州训域寺莓；o o 删”】 式中：n l 、n 2 、n 3 分别为l d 内某种飞机在7 ：0 0 1 9 ：0 0 ，1 9 ：0 0 2 2 ：0 0 ， 2 2 ：0 0 次日7 ：0 0 的起降次数；l e p n 为某评价点在1 d 内飞机通过n 架 次的有效感觉噪声级的平均值；l e l w i j 为j 航路第i 架次飞行对某预测 点引起的有效感觉噪声级；n 为ld 内总计飞行次数，n = n 。+ n 2 + n 3 。 3 1 2 l e p n i i 的计算模型 l e p n i j 与预测点到飞机航迹的斜线距离d 紧密相关，因此可以首 先对各种型号飞机的l e p n i j 和d 的多个观测样本的拟合关系进行研 究，进而得到各种飞机的l e p n u 与d 之间的回归曲线方程，并以此作 为计算飞机噪声l e p n i j 的计算模型。本次研究选取的拟合计算模型为： l e n p = a 十b i g d + c ( 1 9 d ) 二 式中：a 、b 、c 一拟合所得的某种飞机的噪声距离特征曲线的系数； d 一预测点到飞机飞行航迹的斜线距离。 a 、b 、c 的确定主要是根据各种机型的已知噪声距离特征曲线 l ：d 与l 。，n 的一一对应关系，找出有几个代表性的点，然后用计算 机进行曲线拟合，得出相应机型的a 、b 、c 数值。由于飞机在起飞 与降落时噪声情况差异很大，因此对于某种机型来说，应当对其起飞 过程和降落过程分别建立拟合公式。 3 1 3 修正计算 在计算得到有效感觉噪声级时，还应该根据飞机推力、飞机速度 和温度、湿度、侧向衰减等因素对飞机噪声级进行修正计算。 3 1 3 1 推力修正 在不同推力下，飞机的噪声级不同，依据下式求得在不同推力情 况下的飞机噪声级： l r 。l f i + ( l f i + l l v i ) ( f - f i ) ( f i + 1 f i ) 式中：l f 、l 补l m l 分别是推力在f 、f i i 、f i + 1 情况下同一地点的噪 声级。 3 1 3 2 速度修正 飞机噪声距离特性数据是在飞机速度为1 6 0 k t 情况下提供的，如 果飞机速度与此不同，应根据飞机实际空速进行修正： v = 1 0 1 9 ( v r v ) 式中：一参考空速： v 一关心阶段的地面速度 3 1 3 3 温、湿度修正 在计算大气吸收衰减时，往往以温度1 5 和7 0 的相对湿度为 基础条件。因此在温度和湿度条件相差较大时，需考虑大气条件变化 引起声衰减变化修正 3 1 3 4 侧向衰减修正 飞机在地面上或接近地面时除空气吸收外，飞机噪声还会由于地 面吸收等影响产生侧向衰减。侧向衰减分为飞机位于空中和地面两种 情况，飞机位于空中和在地面时的侧向衰减计算如下： 飞机位于地面时 a ( l ) = l5 0 9 ( 1 e 舢0 2 7 4 。) 0 9 1 4 mo 。6 0 。 ( 1 3 ) = o b 6 0 。 ( b ，l ) = a ( l ) a ( b ) 1 3 8 6 0 l 9 1 4 式中：b 一为斜线距离d 和l 之间的夹角，1 3 = c o s 。( l d ) ； ( 1 3 ) 、a ( b ，l ) 一为地面引起的侧向衰减( d b ) 3 1 4 斜线距离d 的确定 在机场附近飞机的飞行状态通常有两种：即空中状态和滑跑状 态。斜线距离d 实际上可以用一个分段函数来表示。以飞机起飞离 地点或降落着陆点为原点，跑道中心线为x 轴，垂直于跑道中心线为 y 轴建立直角坐标系，预测点( x ，y ) 到飞机飞行航迹的斜线距离d 的表达式为： 当弋机在跑道上滑跑时，d = y ； 当飞机在空中时，d = 以_ 否丽 ( 9 ) 式中：0 一飞机起飞或降落的角度； h 一观测点与跑道之间的相对海拨高度差 对于飞机起飞后，在不同阶段以不同角度爬升或转弯时，其斜线 距离计算公式应根据具体情列出相应的公式进行计算。 3 2 机场噪声预测程序的设计及噪声等值线图的绘制 3 2 1 计算前的准备工作 建立计算坐标系。本次研究以跑道的中心为坐标原点，以跑道 中心线及其延长线为x 轴，垂直于跑道中心线的方向作为y 轴，建立 平面直角坐标系，沿x 轴方向每隔2 0 0 m ，沿y 轴方向每隔1 0 0 m ，将 平面直角坐标系网格化，即采用网格法来确定预测点的位置。 根据机场使用的飞机机型，收集有关的噪声距离特性曲线，确 定采用的噪声特性曲线后，分别拟合出各类机型在起飞和降落两种飞 行状态下的多项表达式。 根据机场飞机飞行程序资料，确定飞机起飞和降落的飞行轨迹 和飞行状态，离地和着落位置、上升梯度、下降角度等，以求出各预 测点至飞行轨迹的斜线距离。 按照飞机噪声的距离特性曲线，分别计算各类机型起降过程及 地面运行过程各预测点的有效感觉噪声级( l e p n ) ，并根据机场的实 际情况进行适当修正。 收集计算所需的机场及飞行数据资料，包括机型组合和航班情 况等，计算出各预测点一天内全部匕行事件的l w e c p n 。 编制计算程序计算各个网格点的l w 。c ，n 。根据我国机场周围飞 机噪声环境标准，筛选7 0 d b 、7 5 d b 、8 0 d b 、8 5 d b 的点，运用内插 法将l w 。c p n 相同的点连成等值线。 3 2 2 计算程序流程设计 计算起飞的计权等效连续感觉噪声；计算降落的计权等效连续 感觉噪声级； 将各预测点的噪声级数据分区存放； 根据各区中飞机飞行航迹对各预测点的噪声级进行叠加计算； 按照坐标顺序对预测区的噪声级数据进行合并； 筛选7 0 d b 、7 5d b 、8 0d b 的点组成3 个等值点坐标文件； 运用插值法运算产生7 0 d b 、7 5d b 、8 0d b 的3 条噪声等值线 文件； 经制图综合后，即生成最终的机场噪声等值线图； 第四章萧山机场噪声预测及等值线绘制 4 1 萧山机场飞行程序 4 1 1 萧山机场工程概况 杭州萧山机场位于浙江省萧山市新街镇东，距杭州市中心2 7 公 里，距萧山市面1 5 公里，占地面积7 2 6 0 余亩。 工程建成后，预计2 0 0 5 年旅客吞吐量8 6 0 万人次，年货运量7 5 0 0 0 吨，年飞行5 4 2 4 9 架次，日均飞行1 4 9 架次，高峰小时旅客量3 6 0 0 人，高峰小时飞行2 l 架次。机场建有3 6 0 0 米4 5 米的4 e 级跑道， 东西走向。 4 1 2 飞行资料 根据萧山机场发展状况，本次预测年限为2 0 0 5 年。 萧山机场2 0 0 5 年使用的机型种类、日均起降架次及其起降参数， 见表4 1 。 萧山机场不同时间段飞机起降架次比例见表4 - 2 ； 某机场跑道两端飞机起降架次比例见表4 3 ： 机场各机型起降参数见表4 4 。 萧山机场各机型起飞、降落的噪声距离特性曲线参数见表4 5 类别 机型 比例 日均起降架次 运7 2 ，7 4 0 2 3 bd h c 8 2 74 0 2 3 b a c l 4 6 274 0 2 3 t u l 5 4 7 1 71 0 6 8 cm d 8 2 7 1 61 06 8 雅克4 2 7 1 71 0 6 8 b 7 5 71 4 2 52 1 2 3 b 7 6 7 1 4 2 52 1 2 3 d a 3 0 01 4 2 52 1 2 3 a 3 1 01 4 2 52 1 2 3 b 7 4 73 3 55 2 2 em d l l3 3 55 2 2 a 3 4 033 55 2 2 表4 _ 2 萧山机场不同时间段飞机起降架次比例 时间段 比例日均架次 7 ：0 0 1 9 ：0 07 5 1 51 1 2 1 9 ：0 0 2 2 ：0 02 4 23 6 2 2 ：0 0 7 ：0 0 1 42 表4 3某机场跑道两端飞机起降架次比例 起e 方向日均起b 架次 由西南起飞 7 0 由东北降落 7 0 由东北起飞 3 0 由西南降落 3 0 4 表4 - 4 机场各机型起降参数【18 】 机刑 起e 滑行距离m 降落滑行距离，m 降落9 d ( 。) 运7 1 2 4 8 6 2 03 d h c - 8 9 4 2 7 8 03 b a c l 4 61 5 0 9 1 1 0 33 t u 1 5 4 1 2 3 08 5 03 m d 8 22 2 2 4 1 5 0 03 雅克4 2 2 2 0 01 】0 03 b 7 5 71 9 8 l 1 4 1 73 b 7 6 7 1 8 0 01 4 9 63 a 3 0 02 2 8 01 5 3 63 a 3 1 02 4 0 81 4 7 93 b 7 4 73 3 2 22 0 7 23 m d l l3 2 0 01 9 6 63 a 3 4 02 4 4 21 4 8 83 表4 5 萧山机场各机型起飞、降落的噪声距离特性曲线参数 起飞降落 机型 abcabc y n 71 3 0 4 8 65 2 8 4 6 2- 2 7 1 8 0 31 2 2 8 2 l一4 8 1 0 1 63 5 9 0 0 8 d h c 81 3 0 4 8 65 2 8 4 6 2- 2 7 1 8 0 31 2 2 8 2 l- 4 ，8 1 0 1 63 5 9 0 0 8 b a c l 4 61 3 0 4 8 65 2 8 4 6 22 7 18 0 31 2 2 8 2 1- 4 8 1 0 1 63 5 9 0 0 8 b 7 3 71 3 8 4 8 65 2 8 4 6 22 7 1 8 0 31 3 3 3 2 64 8 1 0 1 63 5 9 0 0 8 m d 8 21 3 3 0 0 53 2 7 2 1 23 0 7 0 6 51 1 9 4 6 32 7 9 1 3 9- 4 5 4 8 b 7 5 7 - 2 0 01 2 3 1 5 52 3 6 1 5 9- 4 0 4 8 8 51 1 7 0 8 44 1 4 4 2 55 1 0 6 8 2 t u l 5 41 3 8 4 8 65 2 8 4 6 22 7 1 8 0 31 3 3 3 2 6- 4 8 1 0 1 63 5 9 0 0 8 雅克4 21 3 8 4 8 65 2 8 4 6 2 2 7 1 8 0 31 3 3 3 2 64 8 1 0 1 63 5 9 0 0 8 b 7 6 7 2 0 01 3 3 0 0 53 2 7 2 1 23 0 7 0 6 51 1 9 4 6 32 7 9 1 3 94 5 4 8 b 7 5 71 3 3 0 0 532 7 2 1 23 0 7 0 6 51 1 9 4 6 327 9 1 3 94 5 4 8 a 3 0 01 3 3 0 0 53 2 7 2 1 23 0 7 0 6 51 1 9 4 6 32 7 9 1 3 94 5 4 8 a 3 1 01 3 3 0 0 53 2 7 2 1 23 0 7 0 6 51 1 9 4 6 32 7 9 1 3 9- 45 4 8 b 7 4 71 3 8 4 8 6 5 2 8 4 6 22 7 1 8 0 31 3 33 2 64 8 1 0 1 63 5 9 0 0 8 m d l l1 3 8 4 8 65 2 8 4 6 227 1 8 0 31 3 3 ，3 2 64 。8 1 0 1 63 5 9 0 0 8 a 3 4 01 3 8 ，4 8 65 2 8 4 6 22 7 1 8 0 31 3 3 3 2 64 8 1 0 1 6 。3 5 9 0 0 8 4 2 预测结果及分析 根据机场飞机资料和各机型飞行参数，采用机场噪声预测程序对 萧山机场的噪声影响进行预测，预测结果如图4 - 1 所示，根据飞机噪 声等值线图，测算出等值线包含的土地面积，发现超过国家标准 g b 9 6 6 0 8 8 机场周围飞机噪声环境标准二类标准值7 5 d b 土地面 积约8 4k m 2 ，从等值线图上看可知，超二类标准的土地可以近似看作 三部份，一是一条平行地带，在机场红线( 南侧) 外，到离机场跑道 中心线南侧5 0 0 米的平行线之间；另个两个部份是两个三角形，分别 在机场东西两侧延长线的交点，它们的高度分别约为2 0 0 0 米( 西三 角形) 和3 5 0 0 米( 东三角形) 。萧山机场受噪声影响土地及面积如表 4 6 所示。 表4 - 6 飞行噪声影响土地及其面积 w e c p n l 影响面积机场占地面积机场占地面积围外 ( d b )( k m 2 )( k m 2 )( k m 2 ) 8 02 82 3 70 4 3 7 55 63 5 32 0 7 7 01 2 o4 8 l7 1 9 一2 0 0 0 一1 0 0 00 l0 0 02 0 0 0 t 7 1 、7 f ，、心 ( 醑 沛 心炒 忭 ? | o j 弋 | 幽4 1 萧山机场2 0 0 5 年噪声等值线i 璺l 8000 6 0 0 0 40 00 2 0 0 0 y ( m 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 3 计算误差分析 萧山机场2 0 0 5 年噪声等值线线可能存在以下几个方面的误差。 机型改变。2 0 0 5 年实际投入使用的机型与现在预测所设定相 比，可能会有变动，所以造成预测结果与2 0 0 5 年实际噪声影响存在 误差。 起飞点、着陆点、起飞角、着陆角的差别。每架飞机由于发动 机功率，飞机的载重量以及飞机的性能、驾驶员的操作等都会使这些 数值发生变化，而预测程序只能按照民航设计文件的规定值进行取 值。 拟合公式存在误差。计算单次飞行事件的l e p n 时，对飞机的 噪声距离特性曲线进行拟合，得到的多项式存在一定的偏差，而且由 于个别机型没有飞机噪声距离特性数据，是将该飞机与其它飞机进行 比较类比，采用相近特性的飞机噪声特性数据。 气象条件的影响。计算程序只是针对标准的大气状况而设计， 而实际的压强、温度、湿度、尤其是风速对噪声等值线有较大影响。 第五章机场噪声控制 萧山机场投入使用后，其机场噪声污染问题也随之而产生。根据 萧山机场噪声预测结果，到2 0 0 5 年，该机场仍将给周围环境带来了 一定程度的噪声污染。而萧山机场运营不到一年时间，就发生附近村 民因难以忍受噪声污染而闯入机场阻止飞机起降的事件，这表明机场 噪声污染极易引发机场与周围居民的矛盾纠纷。因此对于萧山机场而 言，是如何对已经存在的噪声污染进行治理，如何保护受机场噪声污 染的居民；而对于新建或扩建的机场而言，在机场开始规划设计阶段 就必须充分考虑机场噪声的控制问题，防止机场建成后对周围居民造 成噪声污染，避免机场与周围居民产生矛盾纠纷。所以，如何有效地 控制机场噪声是机场建设的一个重要内容。 机场噪声控制是一项非常复杂的工作，只有采取综合降噪手段才 能予以解决。一个声学系统包括声源、传播途径和受声者三个主要节 环节。噪声控制需从控制噪声源、控制传播途径和保护受声者三个方 面进行。因此机场噪声控制应从降低飞机噪声源噪声、控制飞机噪声 的传播途径和传播范围、合理规划机场及其周围的土地利用三个方面 进行。 5 1降低飞机噪声源噪声 从源头解决问题是最有效的方法。飞机噪声源主要有两类，即推 进系统噪声和空气动力噪声。飞机在起降状态下的速度比巡航状态下 的速度低得多，这时推进系统噪声的总声压级比机体空气动力噪声高 l o d b 左右，所以对机场噪声而言，其主要噪声源是飞机推进系统噪 声，而飞机推进系统噪声的物理特征主要取决于飞机的发动机。 要降低飞机噪声源噪声，首先要限制高噪声飞机在机场的使用， 逐渐淘汰早期的落后的高噪声飞机，如喷气式飞机等，而代以噪声较 低的新一代飞机；第二，对已在使用的噪声较大的飞机，不断采用先 进技术对飞机采取消音技术，降低飞机发动机产生的噪声。 5 2 控制飞机噪声的传播途径和传播范围 机场主管部门在制定飞行计划时应该考虑机场噪声对环境的影 响，采取各种有效的手段来控制飞机噪声的传播途径和传播范围。 5 2 1 改善飞行程序 在规划飞行程序时，应考虑起落航线避开居民密集区；控制跑道 使用，对于具备两条跑道的机场，优先使用噪声暴露小的跑道，使人 口最多的社区噪声影响减至最小，或交替使用各条跑道起降飞机，避 免噪声集中干扰一个地区，综合降低飞机对机场周围区域的噪声影 响；飞机在起飞后和着陆前进行转弯，避开居民密集区；使用多级进 近飞行，尽可能地晚一些降低高度，采用下滑坡度较陡的进近程序； 提高爬升角度，快速爬升高度，可以减少噪声沿航迹方向的影响范围。 5 2 2 适当调整飞机起降时间 调整飞机起降时间，减少机场噪声对人们的影响。由于夜间飞机 噪声对人们影响最大，因此有必要对夜间飞机起降进行适当控制，甚 至可以禁止机场夜间起降飞机：另外，在清晨也应避免飞行：在上下 班高峰期，飞机噪声通常是最不显著的。 5 2 _ 3 采用隔音技术 对于机场的地面运行噪声通常可采取隔音措施进行降噪。在飞机 试车地点与周围社区之间设置消音和隔音装置：对处在噪声污染范围 内的居民房屋进行隔音处理以降低室内的噪声水平；在飞行区两侧， 除直接毗邻生产辅助设施处外，可布置一定宽度的绿化带，扩大草坪 面积，以增加地面吸声。 5 3 合理规划机场及其周围的土地利用 机场规划及其周围土地利用规划是控制解决机场噪声问题的有 效手段。机场的建设和发展势必引起机场临近及其所处区域内的土地 使用活动性质的改变，进行土地使用规划的目的就是要合理利用机场 周围的土地，指导和控制机场周围的建设，避免将对噪声敏感的单位 和建筑物建造在与之不相容的噪声污染范围内。 5 3 1 机场选址与布局 机场选址是整个机场规划设计工作中最重要的一环。机场位置的 选择要与城市保持适当的距离，如果距离太远，就会丧失航空运输的 优势，造成旅客向铁路和公路的分流，如果距离太近，又会给城市带 来严重的噪声污染；另外机场位置应与拟建地区的区域规划相协调， 避开城市的发展方向，以避免城市发展和机场发展的矛盾。通常机场 建在城市的郊区，远离居民密集的区域，减少机场噪声对居民的影响。 合理确定跑道方位是减少噪声影响的有效方法之一。一般来说， 飞机起飞时的噪声影响比进近时要大，因此应尽量使跑道起飞一端远 离噪声敏感地区，同时避免起飞航线穿越城市上空，使飞机尽量不在 2 0 城市噪声敏感区上空或禁飞区飞行。 5 3 2 机场总平面规划 科学合理的机场总平面规划能有效地减少机场地面噪声对周围 环境的影响。进行机场总平面规划时，除在满足功能需求和净空要求 的前提下，对功能区内的机场设施进行噪声敏感程度分级，依据噪声 影响等值线图，合理布置机场各功能区；合理确定跑道构形、跑道长 度、以及跑道入口位置；其次，应合理布置飞机维修和试验设施，应 将飞机维修和试验设施规划在远离对噪声敏感的办公生活区和机场 周围的居住区，同时可以利用建筑物作声音屏障，如使飞试车坪靠近 机库位置，利用机库的掩蔽效应降噪。 5 3 3 土地利用规划 进行土地使用规划的前提是依据当前和预测的未来航空业务量 的状况( 如机型组合、飞行架次、日当量飞行数) 绘制噪声等值线图， 然后根据噪声等值线图对机场周围的土地划分噪声区，充分考虑各个 分区的不同的噪声水平，参照不同声环境范围内土地适用分类( 详见 表5 - 1 ) 进行规划控制，以使得机场运营和发展不会与周围环境发生 明显矛盾。如居民住宅、学校、医院等最怕噪声干扰，其所能容忍的 最大噪声很低，应尽量远离噪声源；如重工业本身产生的噪声就很大， 基本上不怕飞机噪声，在满足净空要求的前提下可以在机场附近规 划。 表5 - 1不同噪声范围土地适用分类 l w e c p n 十地 十地适川分类 使_ 【 j ( d b ) 居住文教、卫生服务业、商业 j ：业文体活动 资源生产 分级 别墅、高学校、医各种服务业 各种一j ：弦天剧场、各种资源 0 - 7 0 1 级宾馆院、疗养院 和商业业野营地生产 住宅、政府部门、银仪表、光剧院、体育各种资源 7 0 - 7 52学校、医院 旅馆行、办公楼学、钟表馆生产 政府部f 1 、 住宅、旅 零售商店、仪表、光运动场、赛各种资源 7 5 - 8 0 3 馆各种办公楼、学、钟表马场生产 饮食店 汽车站、火车 食品、印 站、码头、集 刷、化 8 0 8 5 4 学、塑 运动场、公各种资源 市广场、批发 料、建 园生产 市场 材、纺织 冶金、水 林业、农 8 55仓库、停车场赛车场业、渔业、 泥、木材 采矿 然而，随着机场的发展，特别是大型飞机起降架次的增多，导致 噪声影响范围的扩大，从而出现了一些不相容的土地使用，在各种降 噪措施仍不能满足要求的情况下，这就需要采取非技术手段协商解 决，如给予经济补偿或采取搬迁改建等办法。土地利用规划的目的就 是要控制、限制不相容的土地使用发生，机场当局特别应该做好该项 工作，不能因为资金的短缺而不提供经济补偿或忽视对不相容建筑的 搬迁，而当地政府应采取有效的行政措施，控制不相容建筑群的扩大。 通过合理的土地使用规划和相关措施，使机场与周围社区相互共 容与协调。 5 4 萧山机场噪声控制措施 萧山机场的运营已经造成了周围环境的噪声污染，到2 0 0 5 年， 该机场噪声仍将影响周围环境，因此必须采取有效的措施防治噪声污 染。 机场在运营过程中应选用低噪声飞机；适当调整飞机飞行程序， 减少夜间飞机的飞行架次，特别是降落飞机的架次，以降低对机场 l w b c p n 值较高区域居民的噪声影响：对受机场噪声影响较大的居民点 可采用适当隔声措施：近期，在跑道中心线南侧5 0 0 米范围内不宜建 造新房，旧房翻建时应易地安置；对于超过机场周围飞机噪声环境标 准的区域，当地政府要作出规划，控制居民区的建设；对于机场周围 飞机噪声大于8 0 分贝区域内的村庄应实施搬迁计划，特别是处于该 地区的学校、医院应优先解决。 第六章总结 机场噪声问题的日益突出，使得对机场噪声的研究变得越来越重 要。世界各国对机场噪声的研究是随着航空业的发展而发展的，由于 各国重视飞机噪声控制的研究，机场噪声控制取得了显著效果。为了 有效地防治机场噪声污染，合理地开发和利用机场周边区域的土地， 世界各国对机场环境噪声评价的方法及评价量都展开了比较深入的 研究。 我国非常重视机场噪声的研究。1 9 8 8 年8 月，国家发布了机 场周围飞机噪声环境标准( g b 9 6 6 0 8 8 ) ，并于1 9 8 8 年11 月1 日开 始实施。该标准采用的评价参数是国际民航组织推荐的计权等效连续 感觉噪声级l w e c p n 。标准将机场周围受飞机通过所产生噪声影响的 区域分为两类，其中一类区域包括特殊住宅区、居住、文教区，其允 许噪声噪声级为7 0 d b ；二类区域为除一类区域外的生活区，其允许 噪声级为7 5 d b 。 机场规划是机场噪声控制最有效的