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- 2022-05-13 09:13:05 发布
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明雷等常青道路景观配置对交通噪声的衰减效果常青道路景观配置对交通噪声的衰减效果*明雷1,21,222郑洁程浩张振国(1.重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045;2.重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400045)摘要选取重庆市主城区常见的3种道路景观植物———石楠(阔叶类植物)、小叶黄杨(中等叶子类植物)和雪松(针叶类植物),研究常青道路植物对交通噪声的衰减效果。结果表明:(1)在相同排列条件下,3种植物的降噪能力依次为石楠>小叶黄杨>雪松。对单一植物种,植物间交叉排列的绿化带对交通噪声的衰减效果比平行排列好。(2)不同种类植物对噪声的插入损失峰值所处的频段不同。针叶类植物对低频(<500Hz)噪声有很好的衰减效果,阔叶类植物对高频(>2000Hz)噪声有很好的衰减效果,中等叶子类植物对中频(500~2000Hz)噪声有很好的衰减效果。(3)选择针叶类植物和较大冠幅的阔叶类植物搭配种植,如雪松和石楠,可有效地提高绿化带对各频段的交通噪声的吸收能力。关键词道路景观交通噪声绿化带植物搭配1,2,ZHENGThetrafficnoiseattenuationprovidedbythecollocationoftheevergreenroadlandscapeplantsMINGLei1,2,CHENGHao2,ZHANGZhenguo2Jie.(1.KeyLaboratoryofEco-environmentsinThreeGorgesReservoirRe-gion,MinistryofEducation,ChongqingUniversity,Chongqing400045;2.FacultyofUrbanConstruction&Envi-ronmentalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400045)Abstract:Threekindsofroadlandscapeplant,photiniaserrulata(broad-leavedshrubs),lobular(medium-leavedshrubs)anddeodar(coniferousshrub)wereplantedingreenbelttoinvestigatetheperformanceoftheseevergreenroadlandscapeplantfortrafficnoiseattenuation.Ithasbeendiscoveredthatnoisereductionabilityofthe3plantsfol-lowedtheorderofphotiniaserrulata>lobular>deodar,comparedwiththeabreastarrangement,thecrossingar-rangementofthegreenbelthasagoodeffectonthenoisereduction.Differenttypesofplantshadobviousdifferenceinnoise-reductionspectrumbetween:deodarwasspecificallyefficienttothelowfrequency(<500Hz)noiseattenua-tion,photiniaserrulatahadgoodperformanceforhighfrequency(>2000Hz)noiseattenuation,thelobularwasgoodatabsorbingthemediumfrequencynoise(500-2000Hz).Meanwhile,noiseattenuationprovidedbyplants-col-locationwasalsostudied.Theresultsshowedthatthetrafficnoisecanbeeffectivelyreducedthroughplantinglowbranchconiferousplantsandthebigcrownbreadthofbroad-leavedplantswithnarrowcollocation-distance.Keywords:roadlandscape;trafficnoise;greenbelt;plants-collocation[4]近年来,随着我国交通事业的迅速发展,交通噪道路绿化还能美化环境,净化城市空气。目前,道[1]声已严重影响着临街建筑内人们的日常生活。交路绿化已相当普遍,国内外相关人员针对大面积林通噪声的治理主要从声源防治、传播途径切断和受带内噪声的传播规律、噪声降低的预测等方面进行[2,3][5]。KRAGH[6]声点防护3方面入手。减少交通噪声污染主要了研究提出,绿化带可降低交通噪采用设置隔音板、选取低摩擦的路面及轮胎材料、建声声压级。此后,有更多学者开始研究大面积植物设路侧绿化林带等方法,在道路交通噪声控制中建带对交通噪声的衰减效果。研究发现,植物带能见造声屏障是常采用的手段,对不同类型声屏障的降度、高度、宽度以及枝叶形状都是影响噪声衰减效果[7,8]噪作用已有较为深入的研究,并在大量的实际工程的重要因素。随后,人们发现不同类型的植物对[9]中得到了应用。然而对于建筑密度较高的城市中心交通噪声各频率带的衰减效果有显著差异。重庆区,则受到发展用地紧张及其他诸如交通安全、环是一座工业城市,又是一座山城,主要交通干线少、境、城市景观等因素的制约,建造声屏障的可能性较路面不宽,临街10m左右设立许多机关、学校、医院小。对于降噪目标量不大的情况,发展道路绿化来及住宅,所以在有限的空间内,最大化地提高道路景减少噪声污染是公认的最经济、最环保的方法,同时观隔声降噪效果有很大的现实意义。第一作者:明雷,男,1987年生,硕士研究生,主要从事临街建筑声环境检测及道路景观隔声降噪设计研究。*国家自然科学基金资助项目(No.50678179);重庆大学中央高校研究生科技创新基金资助项目(No.CDJXS11210007)。·15·\n环境污染与防治第34卷第1期2012年1月编辑噪声源波动小,且平均稳定声压级获得时1研究内容间较短。试验前,在噪声源3m外进行多次测量,找选取重庆市主城区常见的3种道路景观植到声压稳定的次数,发现测量10次,其声压平均值物———石楠(阔叶类植物)、小叶黄杨(中等叶子类植基本稳定,于是试验中每个测点就测量10次,这样[10]物)和雪松(针叶类植物),因重庆地区道路较狭窄,试就有效地消除了噪声源所引起的误差。验方案中各景观植物带宽度为3m,研究不同种类植2试验方案物以及它们的合理搭配对交通噪声的衰减效果。为了避免外界环境,尤其是交通噪声对试验的试验在2011年5~6月进行,将编辑噪声源置影响,试验安排在重庆市南山植物园和重庆大学虎于被测植物带(冠幅边缘)前3m处,因交通噪声源溪校园内。3种植物分固定种植和花盆种植两种类都是接近地面的,所以将编辑噪声源置于离地面高型,花盆种植的可以人为移动位置,试验场地地面铺0.4m处。植物带两侧(冠幅边缘)0.2m处布置测有草坪,高度在0.15m以下。3种道路景观植物形点1和测点2;两测点处各放置噪声接收仪,高度相态特征见表1。同,且地面投影与噪声源处在同一直线上,该直线垂为避免道路交通噪声波动较大的问题,试验中直于植物带,具体见图1。为减小试验误差,将测点采用人工录制的噪声源,即将交通噪声中轮胎对地1和测点2处的噪声接收仪高度定义为2组,即分的摩擦声、刹车声及引擎声音录下来,找出其中5s别测试距地面高度为被测植物高度1/3和2/3处的声压级波动很小的一段,将其反复录制10min作声压级,取其平均值l珋1和l珋2为两测点处的声压级。为编辑噪声源,然后通过扬声器发射噪声作为模拟以空白场地作对照,相应测试距地面高度为被测植交通噪声源,扬声器功率为50W。对噪声源的声物高度1/3和2/3处的声压级,取其平均值l珋1’和音频段与声压级的关系进行分析,记录编辑噪声源l珋2’为测点1’、2’处的声压级。3m外各频率带的声压级,等效A计权声压级为因为A计权声压级能较好地反映人对噪声的75.5dB。因为交通噪声的频率主要集中在100~主观感觉,因而在噪声测量中,本研究均采用A计3500Hz,故把反复录制的噪声源编辑为125、权声压级。植物带中植物排列分交叉和平行两种类250、500、1000、2000、4000Hz等6个频率。试型,单株植物间距为0.5倍植物冠幅宽度。虽然气验中使用的噪声接收仪器为ND2精密声级计,内象会影响声波的传播速度,但在风速较小的晴天,短装了一个倍频程滤波器,便于携带到现场和作频谱时间段内该影响是微小的,在大气状况相似的条件[11]分析。下,气象影响是可以忽略的。试验在气象条件基表13种道路景观植物形态特征Table1Thecharacteristicsofthreeroadlandscapeplants植物种类植物高度/m枝下高度/m单株冠幅宽度/m相邻植物间距/m绿篱长度/m石楠2.10.32.11.1020小叶黄杨1.80.10.80.5015雪松1.50.20.70.3530图1试验方案平面和剖面图Fig.1Theplanandprofileofexperimentallayout·16·\n明雷等常青道路景观配置对交通噪声的衰减效果本相同的条件下进行,当日白天气象条件:气温25同时,对植物间进行合理的排列、布置可以有效地~28℃,风速0.4~0.8m/s,空气湿度60%~改善它们的隔声降噪能力,这与声波在传播中与[12]70%,园内噪声A计权声压级:(45.0±2.0)dB。植物带枝叶所产生的共振和衍射有关。(2)对为了更好地分析植物带的降噪效果,引入插单一植物种,植物间交叉排列的绿化带对交通噪入损失的概念。插入损失是指仅因为绿化带而产声的衰减效果比平行排列好。生的噪声衰减。在空白场地处测得的数据仅代表受距离影响的噪声衰减,定义为Δl空(见式(1));而在有植物带测得的噪声衰减数据受距离和绿化带两方面的影响,此噪声衰减定义为Δl植(见式(2)),两个值的差值即为植物带对噪声的插入损失,定义为Δl插(见式(3))。Δl空=l珋1’-l珋2’(1)Δl植=l珋1-l珋2(2)Δl插=Δl植-Δl空(3)3试验数据及结果分析3.1不同植物种类降噪效果分析图3交叉排列植物对各频段噪声的插入损失植物间不同排列对噪声的插入损失见图2,交Fig.3Thenoiseattenuationprovidedby叉排列植物对各频率噪声的插入损失见图3。从图crossing-arrangementofplants2和图3可以看到,3种植物对噪声的插入损失以及由图3可以看出,不同种类植物对噪声的插入损失峰值所处的频段不同。石楠对噪声的插入损失它们在不同频段的噪声衰减效果是不同的。峰值在2000~2500Hz,雪松在125~250Hz,小叶黄杨在1000~2000Hz。分析各频段的噪声衰减量发现,在低频段(<500Hz),石楠的吸声作用小于雪松,因为石楠叶子径宽大于雪松,使得石楠对低频段噪声的衰减较差,因此在低频段雪松对噪声的衰减量大于石楠;在高频段(>2000Hz),由于阔叶类植物带上部树冠枝叶较密集,冠幅较大,植物带的顶端构成了顶端膨大、连续、不规则边缘的叶片吸声体,其对绕射噪声能得到大幅衰减,而针叶类植物带上部呈圆锥状,植物带顶端出现较大空隙,因此其对图2植物间不同排列对噪声的插入损失绕射噪声的衰减小于阔叶类植物带,因此在高频段Fig.2Thenoiseattenuationprovidedbydifferentplantsarrangements雪松对噪声的衰减量小于石楠;在中频段(500~由图2可以看出:(1)在相同排列条件下,3种2000Hz),小叶黄杨的吸声作用大于石楠和雪松,植物的降噪能力依次为石楠>小叶黄杨>雪松。因小叶黄杨叶子呈扁平椭圆状,径宽较小,对中频噪噪声是以波的形式进行传播,当声波遇到障碍物声共振效果明显,衰减作用强。可见,针叶类植物对时,有可能被吸收、反射,也有可能绕过障碍物继低频噪声有很好的衰减效果,阔叶类植物对高频噪续传播,即发生衍射而继续传播。发生衍射的条声有很好的衰减效果,中等叶子类植物对中频噪声件必须是物体的尺寸小于或等于声波波长,当物有很好的衰减效果。体的尺寸大于声波波长时,声波就会被反射或吸3.2多种植物搭配的降噪效果分析收,从而起到降低声级的作用。所以,相比针叶类为进一步研究合理的植物搭配对道路交通噪声的雪松,阔叶类的石楠能更好地吸收交通噪声。的衰减效果,又设计了一组多种植物搭配降噪效果·17·\n环境污染与防治第34卷第1期2012年1月试验方案,具体见图4,编辑噪声源同样置于离地面依次为石楠>小叶黄杨>雪松。对单一植物种,植高0.4m处。考虑到搭配植物的高度差异,接收点物间交叉排列的绿化带对交通噪声的衰减效果比平1和接收点2处的噪声接收仪高度分别设定为1.5、行排列好。0.8、0.5m,测试3组数据,求其平均值,进而得到(2)不同种类植物对噪声的插入损失峰值所处该搭配植物带的插入损失。的频段不同。针叶类植物对低频噪声有很好的衰减效果,阔叶类植物对高频噪声有很好的衰减效果,中等叶子类植物对中频噪声有很好的衰减效果。(3)选择针叶类植物和较大冠幅的阔叶类植物搭配种植,如雪松和石楠,可有效地提高绿化带对各频段的交通噪声的吸收能力。参考文献:[1]赵敬源,张琳,霍小平.临街建筑声环境的研究与改善[J].西安科技大学自然科学学报,2004,32(2):191-194.[2]李本纲,陶澍.道路交通噪声预测模型研究进展[J].环境科学研究,2002,15(2):56-59.图4多种植物搭配降噪方案图[3]郭小平,彭海燕,王亮.绿化林带对交通噪声的衰减效果[J].环Fig.4Thediagramofexperimentaldesignfor境科学学报,2009,29(12):2567-2571.plants-collocation[4]MARTENSMJM.Noiseabatementinplantmonocultures搭配植物带对各频段噪声的插入损失见图5。andplantcommunities[J].AppliedAcoustics,1981,14(3):由图3和图5可以看出,两种植物搭配种植对噪声167-189.的插入损失曲线与频率的积分值(即插入损失曲线[5]KRAGHJ.Roadtrafficnoiseattenuationbybeltsoftrees[J].与频率所围成的面积)明显大于单一植物,因此在相JournalofSoundandVibration,1981,74(2):235-241.同宽度的植物带条件下,合理搭配降噪植物带,可以[6]KRAGHJ.Pilotstudyonrailwaynoiseattenuationbybeltsof有效地提高植物带在各频段的隔声降噪效果。选择trees[J].JournalofSoundandVibration,1979,66(3):407-针叶类植物和较大冠幅的阔叶类植物搭配种植,如415.雪松和石楠,可有效地提高绿化带对各频段的交通[7]VINITAP,BRAHMAD,VIRENDRAKM.Dynamicsoftraf-噪声的吸收能力。ficnoiseinatropicalcityVaranasianditsabatementthroughvegetation[J].Environ.Monit.Assess.,2008,146(1):67-75.[8]FANGCF,LINGDL.Investigationofthenoisereductionprovidedbytreebelts[J].LandscapeandUrbanPlanning,2003,63(4):187-195.[9]YANGFan,BAOZhiyi,ZHUZhujun,etal.Theinvestigationofnoiseattenuationbyplantsandthecorrespondingnoise-re-ducingspectrum[J].JournalofEnvironmentalHealth,2010,72(8):8-15.[10]周敬宣,丁亚超,李恒,等.林带对交通噪声衰减效果研究及公路防噪林带设计[J].环境工程,2005,23(2):48-51.[11]PALAK,KUMARV,SAXENANC.Noiseattenuationbygreenbelts[J].JournalofSoundandVibration,2000,234(1):149-165.图5搭配植物带对各频段噪声的插入损失Fig.5Thenoiseattenuationprovidedbyplants-collocation[12]PAREZJV,SANCHEZPAREZEA,LLINARESJ.Controlingreenbeltofnoisebytreesarrangedlikesoniccrystals[J].JournalofSoundandVibration,2006,291(1/2):100-106.4结论(1)在相同排列条件下,3种植物的降噪能力编辑:黄苇(修改稿收到日期:2011-09-14)·18·
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