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〔一〕机场的噪声问题
机场噪声污染业已成为机场环境影响中最引人注目,也是最为麻烦的一个问题。
20世纪60年月以前,人们很少关注飞机的噪声。由于螺旋桨飞机的噪声并不很大,只要城市距机场并不很近,一般不会形成干扰。喷气式飞机的消灭,彻底转变了这种状况。特别是随着飞机越来越大、越来越快,发动机功率越来越高,以及空中交通量的急剧增加和公众环保、自我保护意识的普遍增加,遂使机场噪声成为各方面关注的问题。近年来,我国民用机场建设的数量和规模日益增大,机场四周公众对机场噪声的报怨也越来越猛烈,向政府上诉,要求补偿、搬迁或关闭机场的大事时有发生。
实际上,噪声污染已成为当代世界性的问题,是一种危害人类环境的公害。噪声污染与大气污染、水体污染和固体废弃物污染并称当今世界的四大污染;与其它污染不同的是,噪声污染具有很强的时、空局限性。只要噪声源停顿发声,污染马上消逝;噪声污染的范围也相对较小。噪声污染对人的影响,不单取决于声音的物理性质,还与人的心理、生理状态有关。吵闹的噪声,令人厌烦,精神不易集中,影响工作效率,阻碍交谈、休息和睡眠。猛烈的噪声还可能掩盖危急信号或征兆,引发工伤事故。
争论说明,在强噪声下暴露一段时间后,人的听觉会发生临时性听阈上移,听力变得迟钝,称为听觉疲乏。但这只是临时性生理现象,内耳听觉器官并未受损,经休息可以恢复。如长期在强噪声下工作,听觉疲乏就无法恢复且内耳发生病变,临时性阈移变成永久性阈移,称噪声性耳聋。据调查,噪声级在80dB以下时,能保证人长期工作不致耳聋;在85dB和90dB条件下工作,将有10%和20%的人产生噪声性耳聋。假设人们突然暴露在140~160dB的高噪声下,会引起听觉器官急性外伤,使鼓膜裂开流血,螺旋体从基底剥离,双耳完全失聪。在强噪声下长期工作和生活,除听力受损,还有头痛、头昏、神经衰弱、消化不良或高血压、心血管疾病等病症。另外,高强噪声还可能破坏机械或建筑物,使金属构件发生疲乏。
总之,防治机场噪声污染,已成为民用机场规划和运营中的一个必需认真对待的问题。
〔二〕噪声度量与评价
噪声本身也是声音,具有声波的一切物理特性。物理学上,用声压、声强、声功率、声压级、声强级、声功率级等物理量来描述。
飞机噪声评价量
由于人们感到用噪声响度级来评价飞机噪声并不适宜,于是提出了的评价量——感觉噪声级和有效感觉噪声级LEPN。这些评价量是建立在人对飞机噪声苦恼程度根底上的。LEPN不仅考虑了噪声的频谱特性,还考虑了噪声的持续时间等特性。国际民航组织规定,对飞机作噪声鉴定时,应以LEPN为度量指标。
飞机噪声污染评价量
有效感觉噪声级,只能评价某种飞机飞行一次的噪声水平。对机场声环境来说,必需考虑多种、多架飞机在昼夜不同时间飞行时所造成的噪声影响,即考虑累积噪声级。到目前,世界各国已制订
了十余种飞机累积噪声评价方法。这些评价指标有:计权等效连续感觉噪声级LWECPN、总噪声暴露级、等效连续感觉噪声级、噪声暴露预报数、昼夜平均噪声级等。
LWECPN考虑了不同时间〔白天、黄昏、夜间〕的噪声对人的不同影响,表达了飞机噪声全天平均每秒钟作用在人体的感觉噪声级,考虑细致,物理概念明确。我国在国家标准《机场四周飞机噪声环境标准》〔GB9660—88〕中明确规定,承受LWECPN作为机场飞机噪声污染的评价量。依据该标准,机场四周一类地区〔特别住宅区,居住、文教区〕LWECPN<70dB;二类地区〔除一类区域外的生活区〕LWECPN<75dB。测量方法按《机场四周飞机
噪声测量方法》〔GB9661—88〕的规定执行。 图5-2机场飞机噪声等值线图
依据机场的空中交通状况,择定上述累积噪声评价指标中的一个,可在机场平面图上作出机场的飞机噪声等值线图。图5-2即某机场以昼夜平均噪声级LDN
为评价指标时的飞机噪声等值线图。明显,等值线图
清楚地描述了机场各区域的噪声污染状况,对噪声治理和机场规划有重要参考价值。
〔三〕噪声污染的防治措施
形成噪声污染需具备三个要素,即噪声源、传播途径和承受者。治理、掌握噪声污染也不外乎从以上三方面着手。防治机场噪声污染可实行以下措施。
实施治理
鉴于民用机场噪声污染问题日益锋利,目前各个国家都生疏到,政府、机场当局实施切实而有力的治理,是防治机场噪声污染的有效措施。具体作法是,政府和机场都有明确的职能部门对机场噪声问题进展治理、监视,严格执行国家有关政策和法规,并依据各个机场的不同状况,因地制宜地制订一些治理条例或治理细则。我国已公布了一系列有关环境噪声的条例和标准,如《中华人民共和国环境噪声污染防治法》、《建设工程环境保护治理方法》、
《机场四周飞机噪声环境标准》等。上述文件是进展机场噪声污染治理的基
本依据。
机场噪声污染防治应分为两个层次。首先在机场选址或扩建前充分考虑机场建设后的噪声环境影响,并将此作为工程可行性争论的重要内容。近年来,我国、扩建机场都要有“环境影响评价报告书”。报告书的主要内容是推测机场建设后的飞机噪声污染状况,论证建设是否可行;假设可行,提出噪声防治措施及四周土地使用规划。只有报告书批准前方可进展有关的设
计与施工。这就从根本上保证了机场建设后不会发生严峻的噪声污染。机场噪声防治治理的其次个层次,就是通过各种手段和途径,在机场的日常运营中实施有力地监视与掌握。假设日常的监控得力,效果也会格外显著。
还应说明的是,对现有机场中噪声确已大幅超标,对四周人们的生活和工作已构成严峻干扰的机场,政府应出面责令其实行有效措施进展治理。确实无法治理时,应关闭、搬迁机场或调整运输任务。
降低飞机噪声
机场噪声源于飞机,假设能将飞机噪声降下来则明显是治理机场噪声的治本之策。飞机运行时发动机产生的噪声是机场噪声污染的主要根源。1971年,国际民航组织通过了题为《航空器噪声标准和建议措施》的文件,提出了民用航空运输飞机噪声鉴定方法和最大允许值。对超过限值的飞机,各机场通过“机场使用条例”对其起降进展肯定程度的限制。各飞机生产厂商也按限值对飞机发动机作降噪技术处理,否则得不到该类飞机或发动机的运行许可证。对飞机运行噪声的限制显著改善了机场的声环境,同时也鼓舞、促进着降低飞机噪声技术的争论。
喷气发动机的噪声主要来自风扇或压气机、涡轮、排气流或喷口。上述噪声源具有不同的特点,噪声发生气理也不尽一样。压气机、涡轮的噪声,是由于转动、静止叶片的压力场与紊流尾流的相互作用而产生的。喷气流噪声则源于排出的燃气与大气的猛烈撞击和紊流度极高的猛烈混合。发动机噪声也主要是针对上述缘由实行相应的对策。通过减小气流的素流度、减小转动与静止叶片的相互作用强度和使用吸声衬垫,可有效抑制发动机的内部噪声。通过承受高涵道比和在喷管上使用波浪或瓣形消声器,可显著降低喷气流噪声。
随着发动机降噪技术日臻完善,机型的噪声已明显低于老机型。近期生产的宽体运输机如B-747、A-300、L-1011等,要比早期生产的B-707、DC-8等的噪声小得多。依据实测,一架三叉戟2E飞机所发出的噪声与20架B-757相当。所以目前很多国家已将三叉戟、B-707等高噪声飞机淘汰掉,而代之以B-757、B-767、B-777等低噪声飞机。
为掌握噪声,民用运输机必需经过噪声鉴定并取得噪声鉴定合格证方能正式投产和使用。鉴定时,承受国际民航组织制定的“航空器噪声鉴定”〔见国际民用航空公约附件16〕标准。其具体规定是,在图5-3所示的起飞、着陆、侧向三个测量点,所测得的飞机有效感觉噪声级LEPN,不得超过飞机的噪声鉴定标准值,见图5-4。
图5-3民用运输机噪声鉴定测量点
飞机承受低噪声污染运行方式
合理安排飞行程序,使飞机在起飞和着陆时,从高度或水平距离上避开噪声敏感区,是掌握飞机噪声污染的一个格外有效的措施。
当噪声敏感区在跑道延长线上且距跑道较远时,可规定飞机起、降都避开敏感区,见图5-5。当敏感区在跑道延长线上且距跑道较近时,可规定靠近敏感区的跑道一端不飞行,只在另一端进展起降,见图5-6〔a〕。或规定靠近敏
感区的跑道一端只许着陆,而不许 图5-4ICAO建议的飞机噪声鉴定标准
起飞,见图5-6〔b〕。
当敏感区在跑道侧端时,可规定飞机起降时在没有敏感区的另一侧进展,见图5-7〔a〕。或规定飞机以足够大的
距离绕过敏感区,见图5-7〔b〕。飞机起飞时,提高上升率,以
期较快地在垂直方向拉大与噪声敏感区的距离;或进近时承受较大下滑
角,在距离机场较近时才作低空飞行,以及进近时减小油门或襟翼调整
等措施,在具有足够的飞行安全保障 图5-5飞机起飞着陆避开噪声敏感区
时承受,也能收到降低噪声污染的效果。
图5-6跑道端噪声敏感区减轻飞机噪声污染的措施
图5-7 跑道一侧有噪声敏感区时减轻飞机噪声污染的措施
飞机在跑道上着陆,有时为获得显著的制动效果而使用发动机反推力,造成噪声骤增,尤其是夜间反推力噪声格外刺耳。因此,机场应对飞机着陆时的反推力使用进展合理的限制。
飞机在地面滑行时,承受牵引车拖动,或使三发以上飞机削减工作的发动机台数,这两种方法可减轻飞机滑行时的噪声。
对于有航空公司基地的机场,维护飞机时要常常进展发动机试车,且试车又多在晚上。为降低噪声污染,可利用某种形式的消声器或大机库、自然地形的屏蔽、吸音作用来消减噪声。适当调整飞机停放位置,使噪声向非敏感区集中也能收到肯定效果。风向对噪声的影响是很大的。假设对于主导风向,修理基地处于噪声敏感区的下风侧则能显著地削减对敏感区的噪声污染。
机场宵禁
夜间是机场飞机噪声影响的敏感时段,为避开扰民,可实行机场宵禁。然而,机场宵禁的程度大有差异。有的机场,如悉尼机场,关闭跑道,停顿一切航行活动;有的机场,如伦敦希思罗机场,允许轻声的螺旋桨飞机起降;还有的机场,如法兰克福机场,对于到达噪声标准的飞机则赐予宵禁豁免权。
机场实施噪声监控
机场依据四周具体状况,制定明确的噪声标准。对超标飞机加收起降费或不允许其进入机场,对低噪声飞机则赐予起降优先权。另外,在机场布设飞机噪声监控网,监测每架飞机起降时的噪声,如觉察超标,则进展罚款并责令改进。
在噪声监控搞得好的机场,如英国曼彻斯特机场,飞机在飞行中一旦噪声超标,飞行员马上就会收到噪声违章通知。航空公司也会乐观地找到机场有关部门,通报订正措施或协商解决方案。
机场设置噪声屏障
机场修建防声建筑或有意识地在机场规划中利用高大建筑物、自然地物的屏障作用来阻挡噪声的传播,也能起到削减噪声污染的效果。树林也有肯定的降噪作用,声波在树木中每行进10m,就要衰减2~3dB。
合理规划使用机场四周土地
机场噪声不行能彻底铲除。依据机场噪声影响状况,合理规划使用机场四周土地,是目前削减机场噪声污染的最常用也是最有效的措施。具体来说,就是依据机场噪声等值线图和各行业或各类建筑对噪声的限制要求,合理规划、掌握机场四周土地的使用,使机场四周的行业、建筑与机场的声环境相容。各类建筑对噪声的限制要求可参阅表5-2。现在,民用机场占地较大的一个主要缘由就是由于噪声掌握。加拿大蒙特利尔米拉贝尔国际机场占地36000公顷〔360km2〕,堪称世界之最。其中机场本身用地7000公顷,其余29000公顷为机场四周的噪声掌握区,用于农、林、商业、轻工和居住。
表5-2机场飞机噪声影响范围内的土地适用参考来
机场内部合理布局,降低场内噪声污染
在防治机场噪声时,人们通常将重点放在机场外部。实际上,机场内部所受噪声污染的程度无疑是最为严峻的。降低场内噪声,对保护机场工作人员身体安康,提高工作效率,避开工作过失,削减安全事故等都是有益的。降低场内噪声污染的最有效措施是机场内部进展合理布局,使与飞行活动联系较少或没有关系的建筑物、工作场所,尤其是居住、生活区,尽可能远离跑道、机坪,并避开起落航线。对于必需靠近噪声源的建筑物,如航管楼、航站楼、货运中心等,可应用建筑隔声技术,如承受隔声墙、隔声门和隔声窗等。
对于必需在机坪上和跑道四周工作的人,可承受个人防护措施,佩带耳塞、耳罩或防噪头盔。个人防护是最有效、最经济的方法,一般可降噪10~40dB。