付甫刚，魏浪，夏豪

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州贵阳 550081)

直升机通用机场建设项目噪声影响控制

付甫刚，魏浪，夏豪

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州贵阳 550081)

随着国家放开低空飞行领域，通用航空业迎来快速发展的同时，也带来相应的环境问题，其中最突出的是低空飞行噪声的污染问题。结合贵州省通用航空发展现状及规划，阐述通用航空发展对贵州经济社会发展的意义；着重分析直升机噪声来源及通用航空机场特征，从而判定影响通用航空机场噪声的影响因素；结合国际、国内的通用机场噪声预测模式及评价标准分析其优缺点，对现有噪声预测模式和评价量进行优化调整，针对工程实例应用，探讨合理可行的通用机场噪声控制措施，为研究通用机场噪声的控制对策提供思路。

通用机场；直升机噪声；噪声控制；飞行程序

随着国家放开低空飞行领域及贵州通用机场发展规划的实施，低空飞行噪声将成为贵州经济社会发展过程中需要直面的环境问题。目前，国内没有专门针对直升机噪声影响的预测模型，主要参考喷气式民用飞机的噪声预测模型，该模型应用于通用机场噪声预测存在一定的局限性。

本文针对直升机通用机场特征和国际通用的噪声影响评价量进行了分析，提出了针对通用机场噪声影响预测的评价量和评价方法，基于盘县通用机场上平川场址不同起飞/进近飞行程序，利用Cadna A噪声软件进行了预测和评价，探索了降低通用机场噪声影响的方法，以期为贵州省通用机场的健康、有序发展提供噪声防治思路。

1 贵州省通用航空发展现状及规划

1.1发展现状

贵州省通用机场发展起步相对较早，但发展缓慢，没有形成稳定的服务和市场。近年来，通用航空企业加快筹建和成立，通用航空逐步进入快速发展期。截至2016年底，全省共有3家甲类通用航空企业，筹建企业7家，共有各类通用飞机15架。通用航空器及企业现状具体见表1。

表1 通用航空器及企业现状表

1.2发展规划

根据《贵州省通用机场布局规划(2016—2030)》，至2030年，贵州省机场总体布局方案是“17、18、54”骨干布局，即由17个运输机场兼顾通用航空功能、18个一类和54个二类通用机场组成的骨干网络。贵州省规划2030年通用机场总体分布情况具体见表2，全省通用机场规划布局及与贵州省旅游资源相互位置关系具体见图1。

表2 贵州省通用机场总体分布(2030年)

由表1、图1可知，贵州A1级通用机场布局分布在贵州省各个市、州及县政府所在地，交通基础设施完善，机场维护保养便利；A2级通用机场主要分布在贵州省旅游区内或临近区域，方便空中观光及旅游。结合贵州省通用机场规划布局及贵州省旅游资源分布情况，发展通用航空有利于构建完善的应急救援体系、立体交通体系及旅游产业体系，对贵州经济社会发展将会带来积极的影响。

图1 通用机场规划与贵州旅游资源关系Fig.1 Relation between general airport planning and Guizhou’s tourism resources

2 通用航空飞行特点及噪声源分析

2.1通用航空飞行特征

通用航空机场直升机属于低空飞行，航线分为起飞/进近航线和飞行航线，起飞/进近航线由垂直起飞、起飞增速、航线建立、着落目测、五边消速、悬停和垂直着落组成，通常包括5个边和4个90°转弯；飞行航线没有固定的航线，仅在飞行时临时确定航线和报备。飞行时段主要分布在白天，夜间和傍晚仅在紧急情况下飞行。

2.2通用航空的噪声源分析

直升机噪声源的主要构成要素包括引擎及转动噪声、主旋翼噪声、尾桨噪声[1-2]。根据国内外的研究资料，主旋翼噪声是直升机噪声的主要影响源，其来源包括高速脉冲噪声、桨涡干扰噪声、叶片-尾流交互作用(Blade-Wake Interaction, BWI)嗓声和紊流噪声。直升机噪声产生位置及噪声类型具体如图2所示。

图2 直升机噪声产生位置及类型Fig.2 Location and type of helicopter noise generation

3 噪声预测评价量及模式优化

3.1噪声评价量及标准

根据《机场周围飞机噪声环境标准》(GB 9660—1988)[4]中的具体规定，该标准将机场周边区域分为两类，没有明确不同LWECPN值下的土地使用方法，形式简单、管理不便，也没有具体规定搬迁条件、建筑物防护等基本要求，实际工作中尺度不一致，导致争议不断。此外，该评价量指标生僻、计算复杂、不能直接测量，在实际的机场噪声监测中通常是监测LAeq(响度)，再将其换算成LWECPN(噪度)值，而机场周围受噪声影响居民常常按《声环境质量标准》(GB 3096—2008)中的功能区标准值来对照监测结果，导致误会多、工作难度大。

针对前述问题和工作中的实际困难，借鉴美国、欧洲等发达国家及地区的机场管理经验，机场噪声评价标准多采用Ldn和Lden，为了与发达国家管理经验看齐，本次评价采用Ldn作为拟建项目噪声评价量，其优点可直接测量、计算简便。

Ldn和LWECPN之间相互关系具体如下：

Ldn=LWECPN-13；LPN=LA+13；LEPN=LAE+3。

为了与现有《机场周围飞机噪声环境标准》(GB 9660—88)中的标准值保持一致，Ldn限值的取值为LWECPN-13。

3.2预测模型及影响因素

目前国内没有专门针对通用机场旋翼机的噪声预测模式，在实际的环境影响评价过程中，主要参考《环境影响评价技术导则 声环境》 (HJ 2.4—2009)[3]推荐的飞机噪声预测模式，具体如下：

式中，LWECPN为计权有效连续感觉噪声级；N1为7:00—19:00的飞行架次；N2为19:00—22:00的飞行架次；N3为22:00—次日7:00的飞行架次。

该模型主要适用于飞行班次较多、专门起飞喷气式飞机的民用机场，对于起飞班次较少，且只起降直升机的直升机场，该预测模式存在一定的局限性。基于通用机场飞机飞行架次较少、低空飞行、无固定飞行航行特性，将通用机场飞行噪声简化成移动点声源进行处理，采用等效A声级和昼夜等效声级计算公式进行计算。

(1)等效(连续A计权)声级

式中，LAeq,T为等效声级，dB；t2-t1为规定的时间间隔，s；P(A)(t)为A(计权)声压，Pa；P0为基准声压，20 μPa。

(2)昼夜等效声级

式中，Ld为昼间噪声级，dB；Ln为夜间噪声级，dB；td为昼间噪声暴露时间，h；tn为夜间噪声暴露时间，h。

由计算公式并结合通用机场飞行特征可知，通用机场建设项目对其场址及航线两侧区域声环境的影响大小与飞机特性、起飞/进近程序、飞行架次、航线区域自然环境、航线与沿线敏感保护目标的高度及距离等因素有关。

4 噪声影响预测及评价

利用CadnaA噪声预测软件，针对盘县通用机场建设项目中的上平川场址进行预测和评价。

4.1项目概况及保护目标

盘县通用机场项目包括1个(上平川)基地直升机场和3个(八担山、娘娘山和仙女湖)直升机起降点，规模按满足M-171及其以下机型直升机使用要求建设，基地直升机场最终进近和起飞区(FATO)规格为220 m×30 m；每个直升机起降点的两个最终进近和起飞区(FATO)的规格为直径30 m的圆形混凝土场坪。建设内容主要包括飞行区场道、助航灯光、航管、通信、气象设施、综合办公用房、配套的生产生活用房等配套设施。上平川场址起飞/进近程序及保护目标分布情况具体见图3和图4，航空业务量情况具体见表3。

图3 起飞/进近程序方案图Fig.3 Takeoff/approach program plan

4.2使用机型及预测参数

盘县通用机场设计直升机机型为米171、AW139和AW119，依据飞行手册，上平川场址在起飞/进近参数具体见表4。

图4 环境保护目标分布Fig.4 Distribution map of environmental protection targets

年份乙类丙类年飞行总架次日均架次高峰小时架次年飞行总架次日均架次高峰小时架次2018480161996030420282077698341514172038576019223011523846

注：1.乙类∶丙类=4∶1； 2.白天飞行，紧急情况下夜航。

表4 上平川场址噪声预测参数

注：H1为起飞点至起飞爬升最高点高程；T1为起飞段爬升梯度；H2为转弯飞行段起点高程；T2为转弯爬升梯度；H3为离场点高程。

4.3预测过程及结果评价

(1)噪声预测过程

依据上平川场址的飞行程序，使用CadnaA噪声预测软件进行噪声预测，预测过程具体如下：

①根据区域地形地貌特征，建立区域三维地形图；

②根据上平川场址飞行程序输入起飞、降落及飞越航线；

③建立坐标系并根据声源性质，将声源简化成移动点源进行预测和评价；

④根据已确定的声源源强的数据，将源强输入模型；

⑤运行噪声预测软件，生成噪声预测结果。

(2)预测结果评价

根据CadnaA软件的预测评价结果，在叠加本底值后，上平川场址航线一对起飞/航线区域声环境保护目标的噪声影响情况具体如表5所示。近期、中期及远期噪声等值线预测结果具体依次如图5、图6和图7所示。

表5 上平川场址起飞/航线区域保护目标噪声预测评价结果

图5 近期噪声预测等值线Fig.5 Recent noise prediction contour map

图6 中期噪声预测等值线Fig.6 Mid-term noise prediction contour map

图7 远期噪声预测等值线Fig.7 Long-term noise prediction contour map

由表5可知，在现有飞行手册段拟定的飞行程序条件下，远期上平川场址对周边声环境保护目标影响较大，超标居民点及人数较多。

4.4飞行程序优化后预测结果

根据表5的噪声预测结果，上平川场址远期噪声对其周边环境的影响较大，为了有效降低上平川场址起飞/进近航线对周边声环境保护目标的影响，对飞行参数进行了优化调整，调整前后参数对比具体见表6，优化前后噪声预测评价结果具体见表7，远期预测结果具体见图8。

表6 上平川场址优化后的预测参数

注：H1为起飞点至起飞爬升最高点高程；T1为起飞段爬升梯度;H2为转弯飞行段起点高程；T2为转弯爬升梯度；H3为离场点高程。

表7 上平川场址优化前后噪声预测结果及对比表

图8 优化后远期噪声预测等值线Fig.8 Long-term noise forecast contour map after optimization

5 通用航空噪声控制措施

基于贵州地形地貌特征，贵州省人居环境为依山而建、伴水而居。随着贵州省通用机场发展规划的实施，通用航空飞行噪声会对航线周边区域居民区产生不利影响，也是贵州省经济社会发展过程中必须直面的环境问题。结合盘县通用机场预测评价实例及贵州省地形地貌特征，可以从以下几个方面采取措施来降低通用机场飞行噪声对环境的影响，具体如下。

5.1优化起飞/进近程序

通用直升机场选址确定后，根据场址周边地形地貌、海拔、气象条件和飞行安全确定起飞/进近航线，随着航线的起降点地面高程、起飞爬升梯度、转弯点高程及转弯爬升梯度等基本信息的确定，在通用航空建设项目噪声影响预测评价过程中，按照飞行程序确定的航线预测近期和远期通用机场起降噪声对周边环境的影响，判定噪声对周边敏感保护目标(居民点)的影响情况。如果出现声环境超标，根据通用机场周边自然环境特征，在确保飞行安全的前提下，优化通用机场起飞/进近航线参数，调整起飞、转弯爬升梯度，进而达到提高直升机离场点高程的目的。根据优化后的起飞/进近航线，预测评价通用机场噪声对周边环境的影响，列表进行对比分析，判定优化后的航线对周边环境保护目标的噪声影响变化情况，给出通用机场优化起飞/进近航线的建议，从而降低通用机场建设项目噪声对周边环境的影响。

5.2合理规划航线及飞行时间

通用机场起飞/进近航线确定后，由于其周边自然环境特征复杂多变，航线两侧区域内的环境保护目标(居民点)分布情况不尽相同，导致起飞/进近左、右航线飞行噪声对周边环境保护目标的影响也会存在差异，可以根据通用机场噪声预测评价结果，合理规划通用机场在运行过程中的主要飞行航向，在无特殊情况下，尽量避免选择对周边环境保护目标环境影响较大的航线。此外，在通用机场的实际运行过程中，通过优化和合理规划起飞/进近航线后，通用机场噪声对周边环境保护目标无法避免，为了有效减轻噪声对其产生的影响，可以采用环保搬迁措施加以解决，或者合理规划飞行时间(禁止12:00—14:00时间段飞行)等管理措施来减缓或避免对居民日常生活产生的影响。

5.3其他噪声控制措施

(1)根据典型机型(米171)预测评价结果可知，在直升机飞行时，飞行航线距离垂直航线下居民点的高度在580 m以下时，直升机噪声会对《机场周围飞机噪声环境标准》(GB 9660—1988)中的二类区域居民点产生影响，为了合理控制飞行航线噪声对居民点的影响，建议飞行航线距离垂直航线下居民点的高度保持在580 m以上。

(2)由于直升机飞行没有固定航线，根据飞行任务临时确定航线并报备，为了降低直升机对拟定航线区域养殖业产生不利影响，在拟定航线时必须避开居民区、畜禽养殖等区域，避免飞行噪声对居民生活、畜禽生长和繁殖等产生影响，规避不必要的环境噪声污染纠纷。

(3)低空飞行航线拟定时尽量沿山脊线飞行，避免飞越居民区上空，无法避免时必须保证飞行航线距离垂直航线下居民点的高度保持在580 m以上。

(4)直升机悬停时尽量选择周边800 m范围内没有居民点分布区域，因特殊情况无法避免时，必须尽量减少悬停时间及次数。

(5)加强飞机的维护保养力度，确保飞行设备处于完好状态。

(6)合理选择直升机机型，尽量选用噪声影响小和符合《航空器型号和适航合格审定噪声规定》(民航总局令第182号)审定合格的机型。

6 结论

随着国家放开低空飞行领域，通用机场建设迎来了蓬勃发展的机遇，但通用机场噪声影响也是经济社会发展过程中必须直面的环境问题。本文对直升机通用机场飞行特征、噪声来源等方面进行了分析，介绍了通用机场噪声的影响因素，从合理选址及合理选择机型、优化起飞/进近航线、合理规划航线及飞行时间等方面提出了避免和降低通用机场噪声影响的对策措施和建议。

[1] 吴希明. 我国直升机外部噪声控制技术发展思路研究[J]. 直升机技术, 2014(3): 1- 6.

[2] 章佳荣, 王冠, 王娟娟, 等. 直升机旋翼噪声特性研究[J]. 声学技术, 2016, 35(3): 58- 61.

[3] 环境保护部. 环境影响评价技术导则 声环境: HJ 2.4—2009[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2009.

[4] 国家环境保护局. 机场周围飞机噪声环境标准: GB 9660—1988[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 1988.

StudyonNoiseControlforConstructionProjectsofGeneralHelicopterAirport

FU Fu-Gang, WEI Lang, XIA Hao

(POWERCHINA Guiyang Engineering Corporation Limited, Guiyang 550081, China)

With the opening-up of low-altitude space for airplanes, the general aviation industry has ushered in rapid development, and yet it brings environmental problems at the same time, among which the most prominent is low-altitude flight noise pollution. This paper analyzes the significance of general aviation development for Guizhou’s economic and social development, and identifies the impact factors of general airport noise by exploring characteristics of helicopter noise and general airports. After considering the advantages and disadvantages of general airport noise prediction modes and assessment standards at home and abroad, the paper proposes adjustment to the existing noise prediction modes and assessment value. The paper also raises suggestions on noise control measures for general airports with a case study in order to provide references for control policies.

general airport; helicopter noise; noise control; flight program

2017-08-09

付甫刚(1976—)，男，贵州桐梓人，高级工程师，硕士，主要研究方向为环境影响评价， E-mail：gzzyffg@126.com

10.14068/j.ceia.2017.06.021

X827

A

2095-6444(2017)06-0090-07