Cadna/A軟件在某擬建核設(shè)施環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

趙艷飛 杜紅燕 周耀權(quán) 白曉平 邱 林

（中國核電工程有限公司，北京100840）

0 引言

核設(shè)施作為一類大型工業(yè)設(shè)施，其噪聲影響是社會(huì)公眾和環(huán)境主管部門關(guān)注的重要內(nèi)容。（HJ808—2016）[1]《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則核電廠環(huán)境影響報(bào)告書的格式和內(nèi)容》中規(guī)定，在選址、建設(shè)和運(yùn)行階段，除了開展聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)，也需要說明工程對(duì)廠界和環(huán)境的噪聲影響。因此，開展核設(shè)施聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)是一項(xiàng)必要的工作。以往的評(píng)價(jià)中，僅采用聲傳播公式進(jìn)行估算，未充分考慮地形、地面、氣象及周邊建構(gòu)筑物等因素的影響，無法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)工程對(duì)廠界各位置的影響。

Cadna/A軟件已于2001年通過了環(huán)保部環(huán)境工程評(píng)估中心組織的專家認(rèn)證，可應(yīng)用于國內(nèi)環(huán)境影響評(píng)價(jià)領(lǐng)域。Cadna/A軟件可直接建模或?qū)氚ˋutocad在內(nèi)的多種格式數(shù)據(jù)輔助建模；可定義地形以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)確模擬；可定義對(duì)噪聲源的輻射和傳播產(chǎn)生影響的障礙物；可靈活設(shè)置障礙物或調(diào)整計(jì)算參數(shù)預(yù)測(cè)防噪措施的效果；可輸出噪聲等值線圖、噪聲彩色分布圖和噪聲三維分布圖。目前，Cadna/A軟件在變電站[2]、能源站[3]、火電廠[4]及石化廠[5]的 工業(yè)噪聲影響預(yù)測(cè)中得以應(yīng)用，本文將應(yīng)用Cadna/A軟件對(duì)某擬建核設(shè)施正常運(yùn)行時(shí)的噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。

1 工業(yè)噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算模式

聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)，一般采用聲源的倍頻帶聲功率級(jí)、A聲功率級(jí)或靠近聲源某一參考位置的倍頻帶聲壓級(jí)來預(yù)測(cè)計(jì)算距聲源不同距離的A聲級(jí)。

如已知聲源的A聲功率級(jí)，則預(yù)測(cè)點(diǎn)位置的A聲級(jí)LA（r）可采用如下公式計(jì)算：

式中，LAw——聲源的A聲功率級(jí)，dB(A)；

K0——聲傳播指數(shù)，dB；

Adiv——幾何發(fā)散引起的衰減，dB；

Aatm——大氣吸收引起的衰減，dB；

Agr——地面效應(yīng)引起的衰減，dB；

Abar——聲屏障引起的衰減，dB；

Amisc——其他多方面效應(yīng)引起的衰減，dB。

如第i個(gè)聲源在預(yù)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的A聲級(jí)為LAi，在T時(shí)間內(nèi)該聲源工作時(shí)間為ti，則擬建工程聲源對(duì)預(yù)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的貢獻(xiàn)值Leqg可采用如下公式計(jì)算：

式中，ti——在T時(shí)間內(nèi)i聲源工作時(shí)間，min；

T——用于計(jì)算等效聲級(jí)的時(shí)間，min；

N——聲源個(gè)數(shù)。

LAi——第i個(gè)聲源在預(yù)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的A聲級(jí)，dB（A）。

2 某核設(shè)施噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算分析

2.1 主要噪聲源

由于建筑物內(nèi)源強(qiáng)較低的噪聲源發(fā)出的噪聲被建筑物阻隔，在周邊有其它高噪聲源的情況下，低源強(qiáng)噪聲源對(duì)外界的影響可以忽略，本次評(píng)價(jià)僅選取A聲功率級(jí)高于80dB（A）的噪聲源。該擬建核設(shè)施主要噪聲源包括：汽輪發(fā)電機(jī)組及其配套設(shè)備、各型水泵、真空泵、風(fēng)機(jī)和變壓器等，集中布置于汽輪機(jī)廠房、核島廠房、變壓器構(gòu)筑物及開關(guān)站等建筑物內(nèi)，主要聲源情況如下表1所示。噪聲源所在建筑物內(nèi)墻面的吸聲系數(shù)為0.01～0.03，建筑物整體噪聲削減量約為15～25dB（A）。

表1 聲源概況

2.2 氣象資料

聲傳播過程會(huì)受氣象條件的影響，影響聲傳播的氣象參數(shù)主要包括年平均氣溫和年平均相對(duì)濕度等。該擬建核設(shè)施所在區(qū)域年平均氣溫為21℃，年平均相對(duì)濕度為80%。此外，廠址所在區(qū)域的年風(fēng)向頻率等也是影響聲傳播的重要因素。

2.3 項(xiàng)目與外環(huán)境關(guān)系

項(xiàng)目周邊規(guī)劃為工業(yè)用地，最近的聲環(huán)境敏感目標(biāo)為項(xiàng)目NNW方位1.8 km的自然村，除此之外，無其它聲環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。項(xiàng)目與外環(huán)境的關(guān)系，如圖1所示，該自然村距項(xiàng)目北廠界最近距離約720 m。項(xiàng)目主要聲源所在建構(gòu)筑物為汽輪機(jī)廠房、核島廠房、變壓器構(gòu)筑物及開關(guān)站，距廠界最近距離如表2所示。

表2 建構(gòu)筑物與廠界的間距表

圖1 項(xiàng)目與外環(huán)境位置關(guān)系圖

2.4 建模和參數(shù)設(shè)置

根據(jù)已批復(fù)的城市用地規(guī)劃，項(xiàng)目所在地為工業(yè)用地，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域及項(xiàng)目廠界外圍200 m范圍所處聲環(huán)境功能區(qū)均為GB 3096—2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[6]規(guī)定的3類地區(qū)。依據(jù)HJ 2.4—2009《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 聲環(huán)境》[7]，本項(xiàng)目噪聲環(huán)境影響按三級(jí)評(píng)價(jià)，結(jié)合項(xiàng)目外圍環(huán)境實(shí)際，噪聲評(píng)價(jià)范圍可在廠界外200 m評(píng)價(jià)范圍的基礎(chǔ)上適當(dāng)縮小。參照GB 12 348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》[8]中“工業(yè)企業(yè)環(huán)境噪聲排放監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)選在工業(yè)企業(yè)廠界外1 m”的要求，本次噪聲評(píng)價(jià)，將評(píng)價(jià)范圍確定為廠界外圍1 m，并以此預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)項(xiàng)目正常運(yùn)行的噪聲排放是否達(dá)標(biāo)。

以該擬建核設(shè)施廠址總平面布置圖為基礎(chǔ)，采用Cadna/A軟件進(jìn)行建模，建模中采用的假設(shè)和參數(shù)設(shè)置情況如下：

（1）出于保守考慮，廠界按非實(shí)體圍墻設(shè)置；建模過程簡化了部分對(duì)聲傳播影響不大、且不包含噪聲源的矮小建筑物；考慮到廠址地面大部分為水泥硬化地面，將地面吸收值均設(shè)置為0；

（2）考慮到廠址地形較為平坦，地面高度均取0 m，建筑物高度均在此基礎(chǔ)上設(shè)置；

（3）考慮到噪聲源尺寸及廠區(qū)范圍，所有噪聲源均按點(diǎn)源進(jìn)行模擬，將建筑物內(nèi)的點(diǎn)聲源等效為以建筑物門窗等透聲面設(shè)置的垂直面聲源；

（4）為保證預(yù)測(cè)過程接近噪聲實(shí)際傳播過程，同時(shí)兼顧縮短預(yù)測(cè)時(shí)間，設(shè)置最高反射階次為2；

（5）為充分考慮噪聲傳播過程中的幾何發(fā)散、大氣吸收、地面效應(yīng)、屏障屏蔽和其它多方面因素造成的衰減，建模過程中還需設(shè)置其它關(guān)鍵參數(shù)，例如建筑物墻體吸聲系數(shù)、門窗朝向尺寸隔聲量、年平均溫度、濕度和年風(fēng)向頻率等，取值見本文2.1節(jié)和2.2節(jié)；

（6）把計(jì)算區(qū)域劃分為5 m×5 m的網(wǎng)格，以使得計(jì)算更精細(xì)、更準(zhǔn)確地反應(yīng)全廠各位置處的噪聲的影響情況，同時(shí)將受聲點(diǎn)高度設(shè)置為1.5 m，以更準(zhǔn)確地反映人處于受聲點(diǎn)處的真實(shí)感受。

本項(xiàng)目噪聲預(yù)測(cè)3D模型如圖2所示。

圖2 噪聲預(yù)測(cè)3D模型圖

2.5 預(yù)測(cè)結(jié)果與討論

根據(jù)GB 12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，本項(xiàng)目噪聲排放限值要求為：晝間不大于65dB（A），夜間不大于55dB（A）。

廠址區(qū)域噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果如圖3所示。該擬建核設(shè)施正常運(yùn)行后，對(duì)自然村的噪聲貢獻(xiàn)值為28.6dB（A），此處的晝、夜噪聲本底值在39.9～53.0dB（A）之間，即貢獻(xiàn)值遠(yuǎn)小于本底值，該核設(shè)施對(duì)自然村的影響可忽略。南廠界所受影響較大，核設(shè)施對(duì)南廠界的噪聲貢獻(xiàn)值為45.4dB（A），其次是北廠界，貢獻(xiàn)值為43.9dB（A）。此外，對(duì)東廠界的噪聲貢獻(xiàn)值為37.2dB（A）。西廠界所受影響最小，噪聲貢獻(xiàn)值為31.3dB（A）。需要說明的是，核設(shè)施正常運(yùn)行對(duì)各廠界晝夜的噪聲貢獻(xiàn)值一致。

圖3 廠址區(qū)域噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果圖

上述計(jì)算結(jié)果表明，各廠界晝、夜間噪聲預(yù)測(cè)值均滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348-2008中3類區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)測(cè)結(jié)果表明，該擬建核設(shè)施運(yùn)行對(duì)廠址周圍聲環(huán)境質(zhì)量影響較小。

3 結(jié)論

本文首次應(yīng)用Cadna/A軟件對(duì)擬建核設(shè)施廠址區(qū)域進(jìn)行噪聲預(yù)測(cè)，獲得了廠區(qū)的噪聲分布圖，直觀形象地展示了該擬建核設(shè)施正常運(yùn)行對(duì)廠區(qū)范圍和廠址邊界環(huán)境的噪聲影響，填補(bǔ)了行業(yè)空白。

Cadna/A軟件模擬計(jì)算充分考慮了噪聲傳播過程中的各種影響因素，預(yù)測(cè)過程較為接近實(shí)際聲傳播過程，預(yù)測(cè)結(jié)果可為項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和污染防治措施的制定提供技術(shù)支持，本次應(yīng)用可為其他核設(shè)施工程項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供參考。