曾慶華，徐志勝

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司環(huán)境工程研究院，四川成都 610031)

基于降低飛機(jī)噪聲影響的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址與跑道構(gòu)型優(yōu)化研究

曾慶華，徐志勝

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司環(huán)境工程研究院，四川成都 610031)

防止飛機(jī)噪聲擾民是機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作的重要任務(wù)之一。在機(jī)場(chǎng)選址、預(yù)可行性研究等項(xiàng)目前期論證階段開(kāi)展環(huán)境可行性論證既及時(shí)又必要。從場(chǎng)址、跑道構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面對(duì)機(jī)場(chǎng)飛機(jī)噪聲影響開(kāi)展研究，提出：首先應(yīng)結(jié)合凈空、地形條件等因素，盡可能地拉大場(chǎng)址與相鄰城市規(guī)劃區(qū)的空間距離；其次應(yīng)優(yōu)化跑道構(gòu)型，盡可能使跑道不正對(duì)城市規(guī)劃區(qū)，以達(dá)到減少飛經(jīng)城市規(guī)劃區(qū)飛行量的目的。經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址、跑道構(gòu)型的優(yōu)化，飛機(jī)噪聲對(duì)鄰近城市區(qū)域的影響可以得到預(yù)防。

機(jī)場(chǎng)；飛機(jī)噪聲；場(chǎng)址；跑道構(gòu)型

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)場(chǎng)建設(shè)方興未艾，由此帶來(lái)的飛機(jī)噪聲擾民問(wèn)題也日益突出。為了預(yù)防飛機(jī)噪聲對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生污染，在項(xiàng)目建設(shè)前期就應(yīng)提出并實(shí)施相關(guān)措施。通常從優(yōu)化機(jī)場(chǎng)選址、優(yōu)化跑道構(gòu)型、優(yōu)化跑道利用率(合理選擇主降方向、選擇優(yōu)先跑道)、選擇低噪聲飛機(jī)、合理調(diào)整不同時(shí)段飛機(jī)起降架次、選擇低噪聲飛行程序、合理規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)周邊土地利用、加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)期管理等方面予以考慮[1-5]。對(duì)于大型多跑道機(jī)場(chǎng)，尤其要重視場(chǎng)址及跑道構(gòu)型的優(yōu)化。本文以成都新機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目為例[6]，以降低飛機(jī)噪聲對(duì)城市區(qū)域的影響為目標(biāo)，開(kāi)展場(chǎng)址與跑道構(gòu)型優(yōu)化研究。

圖1 場(chǎng)址比選圖Fig.1 Comparison of airport sites

1 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址優(yōu)化

初選的蘆葭場(chǎng)址位于簡(jiǎn)陽(yáng)市蘆葭鎮(zhèn)東南區(qū)域，如圖1所示。場(chǎng)址距離成都市區(qū)約50 km，距離資陽(yáng)市區(qū)約26 km，距離簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)約15 km。機(jī)場(chǎng)跑道呈南北向布置，不論是從場(chǎng)址還是跑道布置方向來(lái)說(shuō)，機(jī)場(chǎng)對(duì)成都市區(qū)、資陽(yáng)市區(qū)均不會(huì)造成明顯的飛機(jī)噪聲影響。然而，跑道延長(zhǎng)線(xiàn)正對(duì)簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)上空，飛機(jī)起降經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)陽(yáng)市上空在所難免。盡可能地減小簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)受噪聲影響的范圍是場(chǎng)址優(yōu)化的方向。場(chǎng)址優(yōu)化的原則是既要有利于降低飛機(jī)起降對(duì)簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)的影響，又要盡可能地不使場(chǎng)址與成都市區(qū)的距離增大。

若將場(chǎng)址西移至絳溪河北，與成都市天府新區(qū)的間距將明顯減小，且對(duì)簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)噪聲影響也會(huì)大為改善。但是，場(chǎng)址西側(cè)直接受制于龍泉山脈的影響，凈

空條件極為不利，且難以滿(mǎn)足最西側(cè)跑道建立側(cè)三邊的需求。同時(shí)，場(chǎng)址將處于成都第二繞城高速、絳溪河之間區(qū)域，場(chǎng)地發(fā)展嚴(yán)重受限。因此，絳溪河以北區(qū)域內(nèi)不具備建設(shè)新機(jī)場(chǎng)的條件。

新場(chǎng)址可選在初選場(chǎng)址與絳溪河之間區(qū)域，即將位于蘆葭鎮(zhèn)東南部的初選場(chǎng)址適當(dāng)西移至蘆葭鎮(zhèn)西北部區(qū)域(圖1中優(yōu)化場(chǎng)址)。兩場(chǎng)址中心點(diǎn)間距約為4.3 km。優(yōu)化場(chǎng)址與簡(jiǎn)陽(yáng)市城市總體規(guī)劃無(wú)矛盾，場(chǎng)址范圍內(nèi)無(wú)文物點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查未發(fā)現(xiàn)不利于機(jī)場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行的因素。該場(chǎng)址情況下，機(jī)場(chǎng)噪聲影響范圍相對(duì)于原場(chǎng)址在一定程度上偏離了簡(jiǎn)陽(yáng)市中心區(qū)域。只要簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)規(guī)劃不向西發(fā)展，可在一定程度上減緩機(jī)場(chǎng)對(duì)簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)的噪聲影響。

2 跑道構(gòu)型優(yōu)化

2.1備選跑道構(gòu)型方案

成都新機(jī)場(chǎng)初步規(guī)劃5～6條跑道。項(xiàng)目預(yù)可行性研究階段提出圖2所示的3種較為可行的跑道構(gòu)型方案供選擇，分別是鏈?zhǔn)脚艿罉?gòu)型方案D2、側(cè)向跑道構(gòu)型方案E3、傳統(tǒng)優(yōu)化跑道構(gòu)型方案F2。

圖2 跑道布置方案及跑道功能示意圖Fig.2 Schematic diagram of the layout and runway function

鏈?zhǔn)脚艿罉?gòu)型方案D2由兩組3條寬距平行跑道組成，共6條兩組平行跑道。采用南面或北面一組3條平行跑道同時(shí)獨(dú)立進(jìn)近，另外一組3條平行跑道獨(dú)立起飛，形成“三起三降”的跑道運(yùn)行方式。次降方向運(yùn)行時(shí)，兩組跑道功能互換。跑道使用單一、運(yùn)行方式簡(jiǎn)化，可形成高效的跑道使用模式。

側(cè)向跑道構(gòu)型方案E3由4條遠(yuǎn)距平行跑道，配以一組中距側(cè)向跑道組成，共6條兩組跑道。但對(duì)中距側(cè)向跑道的相對(duì)位置進(jìn)行了調(diào)整，以更好地滿(mǎn)足場(chǎng)址和運(yùn)行要求。方案E3能夠提供4條獨(dú)立進(jìn)近的跑道，滿(mǎn)足潛在的4跑道獨(dú)立進(jìn)近條件。按照具體運(yùn)行時(shí)段起飛和降落架次的需求，使用2條側(cè)向跑道用于起飛，另外4條跑道均為降落跑道，形成“四降兩起”的跑道運(yùn)行方式。

傳統(tǒng)優(yōu)化跑道構(gòu)型方案F2由一組3條中矩平行跑道和一組遠(yuǎn)距平行跑道組成，共5條兩組跑道，承襲傳統(tǒng)的平行跑道構(gòu)型構(gòu)型，但具有新的構(gòu)型和運(yùn)行特點(diǎn)，能夠提供4條獨(dú)立進(jìn)近的跑道。

2.2跑道構(gòu)型比較分析

2.2.1跑道構(gòu)型定性比選分析

根據(jù)調(diào)研采集數(shù)據(jù)和與機(jī)場(chǎng)運(yùn)行及空管部門(mén)的交流結(jié)果，雙流機(jī)場(chǎng)跑道運(yùn)行方向?yàn)?0%～95%北向運(yùn)行，5%～10%南向運(yùn)行。根據(jù)運(yùn)行條件需要和當(dāng)?shù)仫L(fēng)向條件特點(diǎn)，未來(lái)新機(jī)場(chǎng)的跑道運(yùn)行方向應(yīng)與雙流機(jī)場(chǎng)的跑道運(yùn)行方向一致?？梢?jiàn)，飛機(jī)噪聲影響主要由90%～95%向北的流量決定。

圖3 跑道構(gòu)型與周邊城市位置關(guān)系Fig.3 Relationship of the runway layout and neighboring towns

圖2介紹了各備選跑道構(gòu)型方案主降方向上的跑道功能?？梢?jiàn)，對(duì)于鏈?zhǔn)脚艿罉?gòu)型方案D2和傳統(tǒng)優(yōu)化跑道構(gòu)型方案F2，總飛行量的90%～95%均需北向起飛，而簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)正好處于機(jī)場(chǎng)北部。而側(cè)向跑道構(gòu)型方案E3中，由于兩條側(cè)向跑道可用于向東起飛，可以分擔(dān)很大部分北向起飛流量，因此可以大大降低簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)方向的噪聲影響?？梢?jiàn)，從降低飛機(jī)噪聲對(duì)機(jī)場(chǎng)北部地區(qū)尤其是簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)的影響方面考慮，側(cè)向跑道構(gòu)型方案E3是最優(yōu)方案。

綜上，成都新機(jī)場(chǎng)推薦側(cè)向跑道構(gòu)型方案E3。然而，機(jī)場(chǎng)東南側(cè)20余km處為資陽(yáng)市區(qū)，如圖3所示，側(cè)向跑道起飛航班應(yīng)盡可能地避免飛越資陽(yáng)市區(qū)上空。為此，將2條側(cè)向平行跑道與4條南北向平行跑道的夾角適當(dāng)加大至90°，使側(cè)向跑道不正對(duì)資陽(yáng)市區(qū)。經(jīng)分析可知，該地區(qū)全年小于3 m/s的風(fēng)占全年風(fēng)速頻率的90.40%，3～7 m/s的占9.70%，大于7 m/s的僅占0.10%。風(fēng)向、風(fēng)速對(duì)跑道的方位影響不大。因此，對(duì)側(cè)向跑道布置方向的調(diào)整是可行的。

2.2.2側(cè)向跑道降噪效果分析

經(jīng)過(guò)上述優(yōu)化調(diào)整的跑道構(gòu)型，一方面使資陽(yáng)市區(qū)避開(kāi)飛機(jī)噪聲影響；另一方面由于側(cè)向跑道分擔(dān)了南北跑道的部分飛機(jī)流量，減輕了飛機(jī)噪聲對(duì)簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)的影響。

利用飛機(jī)噪聲等值線(xiàn)圖分析飛機(jī)噪聲對(duì)簡(jiǎn)陽(yáng)市的影響程度。分別對(duì)鏈?zhǔn)綐?gòu)型方案D2、優(yōu)化后的側(cè)向跑道構(gòu)型方案E3的遠(yuǎn)期6條跑道條件下的飛機(jī)噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)，獲得飛機(jī)噪聲等值線(xiàn)，如圖4所示。由此可見(jiàn)，由于側(cè)向跑道的設(shè)置分流了南北向跑道的起降流量，大大減輕了飛機(jī)噪聲對(duì)簡(jiǎn)陽(yáng)市區(qū)造成的影響。

3 結(jié)論與建議

在機(jī)場(chǎng)選址、預(yù)可行性研究等項(xiàng)目前期論證階段開(kāi)展環(huán)境可行性論證既必要又及時(shí)。雖然根據(jù)新環(huán)評(píng)法，環(huán)評(píng)報(bào)告只要在項(xiàng)目開(kāi)工前獲得審批即可，但環(huán)評(píng)介入的時(shí)間仍然可以提前到選址、預(yù)可研階段。

通過(guò)對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)址、跑道構(gòu)型的優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定城市區(qū)域的噪聲預(yù)防。首先，應(yīng)結(jié)合凈空、地形條件等因素，盡可能地拉大場(chǎng)址與相鄰城市規(guī)劃區(qū)的空間距離；其次，優(yōu)化跑道構(gòu)型，盡可能使跑道不正對(duì)城市規(guī)劃區(qū)，以減少飛經(jīng)城市規(guī)劃區(qū)的飛行量。

[1] 錢(qián)炳華, 張玉芬. 機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與環(huán)境保護(hù)[M]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2001.

[2] 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心. 交通運(yùn)輸類(lèi)環(huán)境影響評(píng)價(jià)(下)[M]. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2010: 386- 399.

[3] 徐志勝, 吳軍, 曾慶華, 等. 大型國(guó)際機(jī)場(chǎng)規(guī)劃中飛機(jī)噪聲影響分析[J]. 聲學(xué)技術(shù), 2007, 26(4): 691- 695.

[4] 趙仁興, 尹建坤, 馬麗霞, 等. 協(xié)調(diào)機(jī)場(chǎng)及周邊土地利用規(guī)劃減少飛機(jī)噪聲影響[J]. 環(huán)境影響評(píng)價(jià), 2015, 37(2): 61- 65.

[5] 盧力, 胡笑滸, 周鑫, 等. 日本機(jī)場(chǎng)噪聲管理經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)介及對(duì)我國(guó)的啟示[J]. 環(huán)境影響評(píng)價(jià), 2015, 37(4): 40- 43.

[6] 徐志勝, 徐昱, 吳軍, 等. 成都新機(jī)場(chǎng)環(huán)境影響報(bào)告書(shū)[R]. 成都: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司, 2015.

StudyonAirportSiteandRunwayLayoutOptimizationtoReduceAircraftNoiseImpact

ZENG Qing-hua, XU Zhi-sheng

(China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Environmental Engineering Research Institute, Chengdu 610031, China)

It is an important task to prevent people from aircraft noise pollution in the environmental impact assessment of airport projects. Verifying the environment feasibility at the earlier stage of site analysis and pre-feasibility study is timely and necessary. In this paper, the potential aircraft noise impact was studied at airport site and runway layout. Firstly, the enough gaps between the airport site and neighboring towns should be widened combined with the factors of clearance and terrain conditions. Secondly, it is necessary to make the runway not face the urban planning area directly by optimizing the layout of runways, to reduce sorties across the urban planning area. After optimizing the sites and runway layout, the aircraft noise can be prevented to a certain extent.

airport; aircraft noise; site; runway layout

2017-04-05

曾慶華(1965—)，男，湖南漣源人，高級(jí)工程師，本科，主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作，E-mail：84878399@qq.com

徐志勝(1969—)，男，江西上饒人，高級(jí)工程師，博士，主要從事噪聲與振動(dòng)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)與防治研究，E-mail：361152492@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.06.008

X593

A

2095-6444(2017)06-0031-03