民用機場氣象雷達電磁輻射環(huán)境影響分析

吳凡

【摘要】為分析民用機場氣象雷達產(chǎn)生的電磁輻射環(huán)境影響，本文在分析氣象雷達技術參數(shù)和電磁輻射環(huán)境保護標準的基礎上，對氣象雷達電磁輻射環(huán)境影響評價內(nèi)容以及雷達投運后電磁輻射環(huán)境影響的監(jiān)測結(jié)果進行分析。分析結(jié)果表明，氣象雷達站的電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果基本符合環(huán)評階段的預測結(jié)果，監(jiān)測結(jié)果滿足國家相關環(huán)境標準，符合國家環(huán)境保護管理要求。

【關鍵詞】氣象雷達;電磁輻射;環(huán)境影響評價;電磁輻射監(jiān)測

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.03.002

某民用機場位于我國云南某縣，該縣地處云貴高原，山區(qū)面積占比達99%以上，氣候復雜多變。建設氣象雷達站可對機場周邊附近范圍內(nèi)的天氣情況進行跟蹤監(jiān)測，提高天氣預測預警能力，為飛機起降提供準確可靠的氣象數(shù)據(jù)，保障機場正常運行。機場氣象雷達投入運行后，會對周圍環(huán)境產(chǎn)生電磁輻射，為此本文通過分析氣象雷達建成前電磁輻射環(huán)境影響評價內(nèi)容以及雷達投運后電磁輻射環(huán)境影響的監(jiān)測，分析民用機場氣象雷達對周圍電磁輻射環(huán)境影響。

1. 氣象雷達的技術參數(shù)及電磁輻射環(huán)境相關標準

1.1 氣象雷達的技術參數(shù)

隨著民航快速發(fā)展，機場天氣雷達從最初的常規(guī)雷達發(fā)展到多普勒天氣雷達、雙偏振天氣雷達、相控陣天氣雷達。本文案例以某民用機場氣象雷達為例，其使用的是多普勒天氣雷達，具體技術參數(shù)如表1所示。

1.2 電磁輻射環(huán)境標準

為加強電磁輻射環(huán)境管理，保障公眾健康，原環(huán)境保護部和原國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014），標準中規(guī)定了環(huán)境中電場、磁場、電磁場場量參數(shù)的方根均值應滿足表2的要求。

本文中的民用機場氣象雷達的頻率為5500.975-5511.025MHz，中心頻率為5506MHz，對應表2中限值得出，該氣象雷達的電場強度的控制限值為16.32V/m，磁場強度的控制限值為0.044A/m，功率密度的控制限值為0.73W/m2。根據(jù)《輻射環(huán)境保護管理導則電磁輻射環(huán)境影響評價方法和標準》（HJ/T10.3-1996），在評價時單個項目取場電場強度限值的1/√5，功率密度限值的1/5作為評價標準，即該氣象雷達的電場強度的達標評價標準為7.298V/m，磁場強度的達標評價標準為0.0196A/m，功率密度的達標評價標準為0.146W/m2。

3. 氣象雷達電磁輻射環(huán)評及保護措施要求

3.1 天線的近場、遠場劃分

氣象雷達天線產(chǎn)生的電磁場在近場區(qū)（感應場區(qū)）和遠場區(qū)（輻射場區(qū)）有很大的區(qū)別。近場區(qū)電場與磁場沒有明確的關聯(lián)關系，衰減變化復雜，難以預測計算。遠場區(qū)的電磁能量以電磁波形式傳播，電場與磁場有一定關聯(lián)，基本隨著距離的變化較為規(guī)律的變化。在電磁輻射計算中，一般按以下劃分近場區(qū)和遠場區(qū)：

近場區(qū)：0≤r<2D2/λ

遠場區(qū)：r≥2D2/λ

式中：波長λ=c/f;r是觀察點到天線振子的距離（單位：m）;c是自由空間光速（單位m/s）;f是工作頻率（單位：Hz）;D為天線口徑（單位：m）。

根據(jù)以上公式，本文氣象雷達所采用的天線近場區(qū)為距天線中心0m≤r<736.4m;遠場區(qū)為距天線中心r≥736.4m的區(qū)域。

3.2 對電磁輻射環(huán)境影響預測和分析結(jié)果

根據(jù)環(huán)評階段對該工程的電磁環(huán)境影響的類比和預測結(jié)果。本文氣象雷達在近場區(qū)距地面3.7m及以下的區(qū)域電場強度、功率密度、磁場強度等能滿足相關限值要求，為滿足公眾曝露限值區(qū)域。在遠場區(qū)滿足公眾曝露限值區(qū)域為距離雷達天線1326.85m以內(nèi)低于公眾曝露限值區(qū)域分界線以下所有區(qū)域和距離雷達天線1326.85m以外所有區(qū)域。

為進一步保護周邊電磁輻射環(huán)境，降低電磁輻射環(huán)境影響，雷達周圍（遠場區(qū)）建筑物應進行高度限制，本文雷達周圍（遠場區(qū)）建筑高度限制要求見表3。

3.3 電磁污染防治管理要求

針對天氣雷達的電磁污染防治，主要通過劃定電磁環(huán)境達標區(qū)域及采取相關的管理手段來進行。雷達建設方應立即按照滿足公眾曝露限值區(qū)域，核查雷達周圍1326.85m以內(nèi)在建、擬建建筑物高度，如建筑物高度超過雷達該區(qū)域，應立即通過相關部門溝通協(xié)調(diào)處理，并將雷達限制高度通知規(guī)劃部門。

4. 電磁環(huán)境實際監(jiān)測

4.1 監(jiān)測方案

該氣象雷達已經(jīng)建成并投入使用，氣象雷達正常運行時，屬于全方位不間斷掃描。由于雷達站位于山頂上，受周邊地形影響，監(jiān)測點位主要布設在人員可達區(qū)域，以及以雷達為中心選取較平坦區(qū)域進行斷面監(jiān)測。具體如下：

監(jiān)測點布設：在雷達所在5層辦公樓樓道內(nèi)逐層布設1個監(jiān)測點;在雷達站四側(cè)圍墻外各布設1個監(jiān)測點。

監(jiān)測斷面布設：沿著進站道路，在雷達天線西南側(cè)布設1個監(jiān)測斷面。受地形影響，在30m、50m、100m、200m處布點。

環(huán)境保護目標：在雷達站東側(cè)約830m處的A村布設2個監(jiān)測點，在西南側(cè)約1220m處的B村布設3個監(jiān)測點，在西南側(cè)約1260m處的C村布設1個監(jiān)測點。

4.2 監(jiān)測儀器

本次電磁輻射環(huán)境監(jiān)測設備為德國Narda公司的NBM-550綜合場強儀和EF-0691探頭，該套儀器響應靈敏，測量精度較高，能準確測量出周圍電磁輻射狀況，儀器具體參數(shù)及指標見表4。本次所使用的儀器均檢定合格，在有效期內(nèi)，測試人員具有省級環(huán)保部門頒發(fā)的輻射檢測上崗證。

4.3 監(jiān)測環(huán)境及時間

監(jiān)測時間為2019年8月29日10：00～18：20，天氣為晴，溫度30℃，相對濕度72%，風速1.6～2.5m/s。

4.4 監(jiān)測結(jié)果

本次驗收監(jiān)測期間，氣象雷達站處于正常運行狀態(tài)，雷達所在樓、周邊及環(huán)境保護目標等各監(jiān)測點位電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果見表5。

4.5 監(jiān)測結(jié)論

氣象雷達站正常運行時，雷達天線所在辦公樓內(nèi)電磁輻射監(jiān)測結(jié)果隨監(jiān)測點所在樓層的增高而增大，電場強度為0.22V/m～3.21V/m，功率密度為0.0001W/m2～0.0273W/m2;雷達站周圍廠界及斷面監(jiān)測結(jié)果變化幅度不大，電場強度為0.22V/m～1.75V/m，功率密度為0.0001W/m2～0.0081W/m2;環(huán)境保護目標因距雷達站較遠，均處于遠場區(qū)，受電磁輻射影響較小，電場強度為<0.20V/m～0.34V/m，功率密度為<0.0001W/m2～0.0003W/m2。各監(jiān)測點位的監(jiān)測結(jié)果均滿足該氣象雷達的電場強度的達標評價標準為7.298V/m，功率密度的達標評價標準為0.146W/m2。

5. 結(jié)語

對比該氣象雷達的環(huán)評預測管理要求與正常運行時實際電磁輻射環(huán)境監(jiān)測情況，氣象雷達站的電磁環(huán)境監(jiān)測值基本符合環(huán)評階段的預測結(jié)果，監(jiān)測結(jié)果滿足國家相關環(huán)境標準，符合國家環(huán)境保護管理要求。本文氣象雷達建于山區(qū)，監(jiān)測點位布設時有所限制，但周邊輻射干擾源也相對較少，對分析氣象雷達的電磁輻射環(huán)境影響具有一定參考意義。

參考文獻：

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