美國城市軌道交通工程噪聲環境影響評價標準探析 王忠合(鐵道第四勘察設計院環工處,湖北武漢 430063)摘要: 通過對美國城市軌道交通工程噪聲影響評價標準實質內容及其制定依據的全面分析,并依據該標準的特點,提出了我國城市軌道交通工程噪聲影響評價和控制標準的制定和改進建議。關鍵詞: 軌道交通;噪聲;評價標準;美國 1引言 美國運輸部聯邦公共交通管理局于1995年發布了《聯邦公共交通工程噪聲、振動環境影響評價指南》,其中提出了一套城市軌道交通工程噪聲環境影響評價標準,該標準適用于所有城市軌道交通工程(地鐵、輕軌、自動導軌等)及其固定設施(車輛段、停車場、車站、變電站等)。目前,我國還沒有城市軌道交通工程的噪聲環境影響評價標準,對照城市區域聲環境功能區標準來評價城市軌道交通工程的噪聲影響,科學性及可操作性均不強,而美國這套標準對我國研究與制定城市軌道交通工程的噪聲環境影響評價標準有一定的啟示。2美國城市軌道交通工程噪聲影響評價標準的內容 美國城市軌道交通工程環境影響評價標準是以軌道交通工程實施前后其所在區域環境噪聲級的增加值為基礎,根據工程影響區域的具體土地利用類別確定標準值。該評價標準包含了絕對性標準,即對軌道交通工程自身噪聲按照工程所在區域土地利用類別規定了判別噪聲影響的標準值;也包含了相對性標準,即對軌道交通工程實施前后環境噪聲級的增加值,按照工程所在區域土地利用類別規定了判別噪聲影響的標準值。該標準使用的噪聲評價量為Ｌeq(ｈ)和Ｌdn,Ｌeq(ｈ)是指軌道交通噪聲最大的1ｈ等效聲級,而Ｌｄｎ是指全天24ｈ等效聲級(夜間增加10ｄＢ(Ａ)的修正值)。該標準所依據的工程沿線區域土地利用類別和噪聲評價量的對應關系見表1。
圖1中有2條曲線,每條曲線均由3部分組成,起始部分軌道交通噪聲隨背景噪聲線性遞增;中間部分軌道交通噪聲隨背景噪聲以3次多項式遞增;最后部分與背景噪聲無關,是軌道交通自身噪聲的最高限值。圖1中2條曲線構成了3個噪聲影響評價判別區,在低位曲線以下區域,表明軌道交通噪聲對周圍土地使用功能無影響,因為,從平均意義上講,由于軌道交通噪聲的加入而增加的噪聲煩惱人群的比例尚未突破低位曲線設定的比例;在低位曲線與高位曲線之間的區域,表明軌道交通噪聲對周圍土地使用功能有影響,即由于軌道交通噪聲的加入而增加的噪聲煩惱人群的比例突破了低位曲線設定的比例,但尚未突破高位曲線設定的比例,通俗地講,由軌道交通噪聲而使環境噪聲的增加已有較多公眾覺察,也有一定比例的人群感到煩惱,但尚未使公眾感到強烈反感;在高位曲線以上區域,表明軌道交通噪聲對周圍土地使用功能有嚴重影響,即由于軌道交通噪聲的加入而增加的噪聲煩惱人群的比例突破了高位曲線設定的比例,已使公眾感到強烈反感。 美國軌道交通工程噪聲影響評價標準的核心變量是軌道交通工程實施前后,環境噪聲的增加值。在滿足恒定增加比例的噪聲煩惱人群的控制條件下,制定了以環境噪聲增加值為評價變量的評價判別標準。3美國城市軌道交通工程噪聲影響評價標準的制定依據3.1 公眾對交通噪聲的劑量反應關系 美國環境保護局于20世紀70年代進行了大量的社區公眾對噪聲的反應度的調查研究,其結果被美國聯邦噪聲問題協調委員會、美國住房和城市開發部、美國標準協會和國際聲學界廣泛認可。根據美國環保局的調查研究結果,交通噪聲是公眾最反感的,公眾對交通噪聲的劑量反應關系被ＴｈｅｏｄｏｒｅＪ.Ｓｃｈｕｌｔｚ綜合整理于圖2,即Ｓｃｈｕｌｔｚ曲線。近年來,又對鐵路噪聲、軌道交通噪聲、街道交通噪聲作了補充調查研究,Ｓｃｈｕｌｔｚ曲線形狀得到了進一步確認。3.2 低位和高位曲線確定依據 3.2. 1 根據美國環保局的觀點,社區環境噪聲級低于或等于55ｄＢ(Ａ),對于公眾健康和福利是必需的,也是有充分保證的。且以Ｌdn或Ｌeq表示的噪聲級,能夠引起社區公眾覺察的最小聲級變化量為5ｄＢ(Ａ)。 3. 2 .2 根據美國住房和城市開發部的環境噪聲標準,Ｌdn等于65ｄＢ(Ａ)通常是不可接受的居住環境噪聲限值,同時美國聯邦航空管理局也認為Ｌdn大于65ｄＢ(Ａ)的區域不能作為住宅區。 3.2. 3 根據ＴｈｅｏｄｏｒｅＪ.Ｓｃｈｕｌｔｚ的研究結果,Ｌdn等于50ｄＢ(Ａ)時,幾乎沒人抱怨環境噪聲的影響,從Ｌdn等于50ｄＢ(Ａ)到55ｄＢ(Ａ),平均有2%的人群抱怨環境噪聲的影響;因為公眾覺察的最小聲級變化量為5ｄＢ(Ａ),因此,從背景噪聲50ｄＢ(Ａ)到加入軌道交通噪聲后環境噪聲增至55ｄＢ(Ａ)是能夠覺察的最低影響,換句話講,從Ｌdn等于50ｄＢ(Ａ)到55ｄＢ(Ａ)是噪聲影響發生的最低限值, 而平均2%的煩惱人群是可測量的最小公眾反應度;這樣,低位曲線的特征點設在背景噪聲級為50ｄＢ(Ａ),而軌道交通噪聲級為53ｄＢ(Ａ),疊加后環境噪聲為55ｄＢ(Ａ),低位曲線的其他部分根據環境噪聲的增加所導致的顯著煩惱人群百分比的增加必須為2%的原則由Ｓｃｈｕｌｔｓ曲線確定。為了保持顯著煩惱人群百分比的增加必須為2%,則隨著背景噪聲的增加,疊加后的環境噪聲增加量將越來越少,例如在背景噪聲為50ｄＢ(Ａ)時,為了保持顯著煩惱人群百分比的增加必須為2%,疊加后的環境噪聲增加量為5ｄＢ(Ａ),而當背景噪聲為70ｄＢ(Ａ)時,為了保持顯著煩惱人群百分比的增加必須為2%,疊加后的環境噪聲增加量僅為1ｄＢ(Ａ)。 3.2.4 類似于低位曲線,從背景噪聲60ｄＢ(Ａ)到加入軌道交通噪聲后環境噪聲增至65ｄＢ(Ａ)代表了從公眾可接受的噪聲水平到公眾不能接受的噪聲水平的最小聲級變化量。根據ＴｈｅｏｄｏｒｅＪ.ｃｈｕｌｔｚ的研究結果,從Ｌdn等于60ｄＢ(Ａ)到65ｄＢＡ),平均增加6 5%的人群抱怨環境噪聲的影響;這樣,高位曲線的特征點設在背景噪聲級為0ｄＢ(Ａ),而軌道交通噪聲級為63ｄＢ(Ａ),疊加后環境噪聲為65ｄＢ(Ａ),高位曲線的其他部分根據環境噪聲的增加所導致的顯著煩惱人群百分比的增加必須為6 5%的原則由Ｓｃｈｕｌｔｓ曲線確定。 3.2. 5 由于Ｓｃｈｕｌｔｓ曲線缺乏公眾對低于45ｄＢ(Ａ)的噪聲的劑量反應關系,標準制定者仿照美國聯邦公路管理局的高速公路噪聲影響評判原則,即工程自身噪聲級比背景噪聲級增加10ｄＢ(Ａ)為有影響,而增加15ｄＢ(Ａ)為有嚴重影響,較為保守地制定了在較低背景噪聲下,軌道交通噪聲的影響評判曲線。 3.2. 6 對于軌道交通噪聲的最高限值,標準規定軌道交通自身噪聲等于或超過65ｄＢ(Ａ)為有影響(1類和2類土地利用區),等于或超過75ｄＢ(Ａ)為有嚴重影響(1類和2類土地利用區)。 3. 2. 7 需要提請注意的是,由于1類和2類土地利用區與3類土地利用區對噪聲的敏感程度不同,標準規定對3類土地利用區,相應的標準值比1類和2類土地利用區放寬5ｄＢ(Ａ),這在圖1中已標注清楚。4美國城市軌道交通工程環境影響評價標準的特點 4. 1 科學性強:標準制定所依據的原始資料獲得了美國和國際環保界及聲學界的公認。 4. 2 可操作性強:其一是噪聲保護區域(土地利用區)明確,其二是在公眾可接受的噪聲水平下,充分考慮公眾已經習慣的背景噪聲,并使隨環境噪聲的增加而增加的顯著煩惱人群的比例控制在適宜的范圍內。 4.3 充分考慮土地利用區域對噪聲的敏感性,合理分攤噪聲防護責任,如3類土地利用區對噪聲的敏感性被認為不如1類和2類土地利用區高,且其敏感活動主要在室內,可通過建筑結構方面的措施使噪聲得到衰減,這樣要比從軌道交通工程上采取措施更為經濟。5 對我國城市軌道交通工程噪聲影響評價標準制定的啟示 城市軌道交通在城市公共交通中具有重要作用。目前,我國北京、上海、廣州、深圳已有軌道交通的運營線路,南京、武漢、大連、哈爾濱、蘇州等城市正在積極籌建中,可以預計軌道交通將在我國大、中城市獲得廣泛使用。而軌道交通工程對環境的主要影響為噪聲,目前我國還沒有一部關于軌道交通噪聲影響評價的標準。在實際工作中,按現行的《城市區域環境噪聲標準》[2]進行噪聲影響評價。對照美國軌道交通噪聲影響評價標準,我國在軌道交通噪聲影響評價標準上可以作下列探索: (1) 建立一部城市軌道交通噪聲影響評價判別標準,與現行的《城市區域環境噪聲標準》互不交叉使用。按照美國城市軌道交通工程噪聲影響評價標準,結合我國實際,按噪聲敏感建筑的具體使用功能,考慮其已經習慣了的環境噪聲的增加所承受的主觀反應能力,制定一部我國城市軌道交通噪聲影響評價判別標準,將是十分必要的。 (2) 隨著我國城市功能的不斷發揮,其人流、物流越來越頻繁,城市交通設施噪聲、城市生活噪聲越來越多,按功能區進行噪聲影響評價和控制的難度越來越大,因此針對噪聲敏感建筑的具體使用功能制定噪聲影響評價和控制標準則更有意義。因此現行的《城市區域環境噪聲標準》按噪聲敏感建筑的具體使用功能進行修改將顯得更有作用。如果這樣的話,可以考慮城市軌道交通噪聲影響評價標準與《城市區域環境噪聲標準》的銜接使用。參考文獻:[1] ＯｆｆｉｃｅｏｆＰｌａｎｎｉｎｇ,ＦｅｄｅｒａｌＴｒａｎｓｉｔＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ,Ｕ.Ｓ.Ｄｅｐａｒｔ ｍｅｎｔｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ.Ｔｒａｎｓｉｔｎｏｉｓｅａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｍｐａｃｔａｓｓｅｓｓ ｍｅｎｔ[Ｚ].ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤ.Ｃ.1995.4.[2] ＧＢ3096-1993,城市區域環境噪聲標準[Ｓ].
圖1中有2條曲線,每條曲線均由3部分組成,起始部分軌道交通噪聲隨背景噪聲線性遞增;中間部分軌道交通噪聲隨背景噪聲以3次多項式遞增;最后部分與背景噪聲無關,是軌道交通自身噪聲的最高限值。圖1中2條曲線構成了3個噪聲影響評價判別區,在低位曲線以下區域,表明軌道交通噪聲對周圍土地使用功能無影響,因為,從平均意義上講,由于軌道交通噪聲的加入而增加的噪聲煩惱人群的比例尚未突破低位曲線設定的比例;在低位曲線與高位曲線之間的區域,表明軌道交通噪聲對周圍土地使用功能有影響,即由于軌道交通噪聲的加入而增加的噪聲煩惱人群的比例突破了低位曲線設定的比例,但尚未突破高位曲線設定的比例,通俗地講,由軌道交通噪聲而使環境噪聲的增加已有較多公眾覺察,也有一定比例的人群感到煩惱,但尚未使公眾感到強烈反感;在高位曲線以上區域,表明軌道交通噪聲對周圍土地使用功能有嚴重影響,即由于軌道交通噪聲的加入而增加的噪聲煩惱人群的比例突破了高位曲線設定的比例,已使公眾感到強烈反感。 美國軌道交通工程噪聲影響評價標準的核心變量是軌道交通工程實施前后,環境噪聲的增加值。在滿足恒定增加比例的噪聲煩惱人群的控制條件下,制定了以環境噪聲增加值為評價變量的評價判別標準。3美國城市軌道交通工程噪聲影響評價標準的制定依據3.1 公眾對交通噪聲的劑量反應關系 美國環境保護局于20世紀70年代進行了大量的社區公眾對噪聲的反應度的調查研究,其結果被美國聯邦噪聲問題協調委員會、美國住房和城市開發部、美國標準協會和國際聲學界廣泛認可。根據美國環保局的調查研究結果,交通噪聲是公眾最反感的,公眾對交通噪聲的劑量反應關系被ＴｈｅｏｄｏｒｅＪ.Ｓｃｈｕｌｔｚ綜合整理于圖2,即Ｓｃｈｕｌｔｚ曲線。近年來,又對鐵路噪聲、軌道交通噪聲、街道交通噪聲作了補充調查研究,Ｓｃｈｕｌｔｚ曲線形狀得到了進一步確認。3.2 低位和高位曲線確定依據 3.2. 1 根據美國環保局的觀點,社區環境噪聲級低于或等于55ｄＢ(Ａ),對于公眾健康和福利是必需的,也是有充分保證的。且以Ｌdn或Ｌeq表示的噪聲級,能夠引起社區公眾覺察的最小聲級變化量為5ｄＢ(Ａ)。 3. 2 .2 根據美國住房和城市開發部的環境噪聲標準,Ｌdn等于65ｄＢ(Ａ)通常是不可接受的居住環境噪聲限值,同時美國聯邦航空管理局也認為Ｌdn大于65ｄＢ(Ａ)的區域不能作為住宅區。 3.2. 3 根據ＴｈｅｏｄｏｒｅＪ.Ｓｃｈｕｌｔｚ的研究結果,Ｌdn等于50ｄＢ(Ａ)時,幾乎沒人抱怨環境噪聲的影響,從Ｌdn等于50ｄＢ(Ａ)到55ｄＢ(Ａ),平均有2%的人群抱怨環境噪聲的影響;因為公眾覺察的最小聲級變化量為5ｄＢ(Ａ),因此,從背景噪聲50ｄＢ(Ａ)到加入軌道交通噪聲后環境噪聲增至55ｄＢ(Ａ)是能夠覺察的最低影響,換句話講,從Ｌdn等于50ｄＢ(Ａ)到55ｄＢ(Ａ)是噪聲影響發生的最低限值, 而平均2%的煩惱人群是可測量的最小公眾反應度;這樣,低位曲線的特征點設在背景噪聲級為50ｄＢ(Ａ),而軌道交通噪聲級為53ｄＢ(Ａ),疊加后環境噪聲為55ｄＢ(Ａ),低位曲線的其他部分根據環境噪聲的增加所導致的顯著煩惱人群百分比的增加必須為2%的原則由Ｓｃｈｕｌｔｓ曲線確定。為了保持顯著煩惱人群百分比的增加必須為2%,則隨著背景噪聲的增加,疊加后的環境噪聲增加量將越來越少,例如在背景噪聲為50ｄＢ(Ａ)時,為了保持顯著煩惱人群百分比的增加必須為2%,疊加后的環境噪聲增加量為5ｄＢ(Ａ),而當背景噪聲為70ｄＢ(Ａ)時,為了保持顯著煩惱人群百分比的增加必須為2%,疊加后的環境噪聲增加量僅為1ｄＢ(Ａ)。 3.2.4 類似于低位曲線,從背景噪聲60ｄＢ(Ａ)到加入軌道交通噪聲后環境噪聲增至65ｄＢ(Ａ)代表了從公眾可接受的噪聲水平到公眾不能接受的噪聲水平的最小聲級變化量。根據ＴｈｅｏｄｏｒｅＪ.ｃｈｕｌｔｚ的研究結果,從Ｌdn等于60ｄＢ(Ａ)到65ｄＢＡ),平均增加6 5%的人群抱怨環境噪聲的影響;這樣,高位曲線的特征點設在背景噪聲級為0ｄＢ(Ａ),而軌道交通噪聲級為63ｄＢ(Ａ),疊加后環境噪聲為65ｄＢ(Ａ),高位曲線的其他部分根據環境噪聲的增加所導致的顯著煩惱人群百分比的增加必須為6 5%的原則由Ｓｃｈｕｌｔｓ曲線確定。 3.2. 5 由于Ｓｃｈｕｌｔｓ曲線缺乏公眾對低于45ｄＢ(Ａ)的噪聲的劑量反應關系,標準制定者仿照美國聯邦公路管理局的高速公路噪聲影響評判原則,即工程自身噪聲級比背景噪聲級增加10ｄＢ(Ａ)為有影響,而增加15ｄＢ(Ａ)為有嚴重影響,較為保守地制定了在較低背景噪聲下,軌道交通噪聲的影響評判曲線。 3.2. 6 對于軌道交通噪聲的最高限值,標準規定軌道交通自身噪聲等于或超過65ｄＢ(Ａ)為有影響(1類和2類土地利用區),等于或超過75ｄＢ(Ａ)為有嚴重影響(1類和2類土地利用區)。 3. 2. 7 需要提請注意的是,由于1類和2類土地利用區與3類土地利用區對噪聲的敏感程度不同,標準規定對3類土地利用區,相應的標準值比1類和2類土地利用區放寬5ｄＢ(Ａ),這在圖1中已標注清楚。4美國城市軌道交通工程環境影響評價標準的特點 4. 1 科學性強:標準制定所依據的原始資料獲得了美國和國際環保界及聲學界的公認。 4. 2 可操作性強:其一是噪聲保護區域(土地利用區)明確,其二是在公眾可接受的噪聲水平下,充分考慮公眾已經習慣的背景噪聲,并使隨環境噪聲的增加而增加的顯著煩惱人群的比例控制在適宜的范圍內。 4.3 充分考慮土地利用區域對噪聲的敏感性,合理分攤噪聲防護責任,如3類土地利用區對噪聲的敏感性被認為不如1類和2類土地利用區高,且其敏感活動主要在室內,可通過建筑結構方面的措施使噪聲得到衰減,這樣要比從軌道交通工程上采取措施更為經濟。5 對我國城市軌道交通工程噪聲影響評價標準制定的啟示 城市軌道交通在城市公共交通中具有重要作用。目前,我國北京、上海、廣州、深圳已有軌道交通的運營線路,南京、武漢、大連、哈爾濱、蘇州等城市正在積極籌建中,可以預計軌道交通將在我國大、中城市獲得廣泛使用。而軌道交通工程對環境的主要影響為噪聲,目前我國還沒有一部關于軌道交通噪聲影響評價的標準。在實際工作中,按現行的《城市區域環境噪聲標準》[2]進行噪聲影響評價。對照美國軌道交通噪聲影響評價標準,我國在軌道交通噪聲影響評價標準上可以作下列探索: (1) 建立一部城市軌道交通噪聲影響評價判別標準,與現行的《城市區域環境噪聲標準》互不交叉使用。按照美國城市軌道交通工程噪聲影響評價標準,結合我國實際,按噪聲敏感建筑的具體使用功能,考慮其已經習慣了的環境噪聲的增加所承受的主觀反應能力,制定一部我國城市軌道交通噪聲影響評價判別標準,將是十分必要的。 (2) 隨著我國城市功能的不斷發揮,其人流、物流越來越頻繁,城市交通設施噪聲、城市生活噪聲越來越多,按功能區進行噪聲影響評價和控制的難度越來越大,因此針對噪聲敏感建筑的具體使用功能制定噪聲影響評價和控制標準則更有意義。因此現行的《城市區域環境噪聲標準》按噪聲敏感建筑的具體使用功能進行修改將顯得更有作用。如果這樣的話,可以考慮城市軌道交通噪聲影響評價標準與《城市區域環境噪聲標準》的銜接使用。參考文獻:[1] ＯｆｆｉｃｅｏｆＰｌａｎｎｉｎｇ,ＦｅｄｅｒａｌＴｒａｎｓｉｔＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ,Ｕ.Ｓ.Ｄｅｐａｒｔ ｍｅｎｔｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ.Ｔｒａｎｓｉｔｎｏｉｓｅａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｍｐａｃｔａｓｓｅｓｓ ｍｅｎｔ[Ｚ].ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤ.Ｃ.1995.4.[2] ＧＢ3096-1993,城市區域環境噪聲標準[Ｓ].