【摘要】：隨著我國村鎮(zhèn)建設的繁榮和道路交通系統(tǒng)的不斷完善,村莊的交通噪聲污染問題也日漸凸顯。中國是農業(yè)大國,農業(yè)人口眾多。村莊作為村民居住和從事各種生產的聚居點,其聲環(huán)境質量的好壞對人們的身心健康和生活有著極大的影響,因此村莊交通噪聲擾民問題亟待解決。如何通過規(guī)劃設計來改善村莊聲環(huán)境質量,是本文研究的著眼點。本文以嚴寒地區(qū)為例,實地調研了8個典型村莊,通過對交通噪聲的測量、各級道路交通量及構成情況的統(tǒng)計,客觀了解到村莊聲環(huán)境狀況普遍堪憂。根據調研情況及谷歌地圖數據,本文總結出我國嚴寒地區(qū)村莊空間構成要素及各要素的形態(tài)結構特點,選擇并開發(fā)利用18個形態(tài)學參數來描述嚴寒地區(qū)村莊空間形態(tài)結構。在運用噪聲地圖模擬軟件Cadna/A計算60個樣本的聲環(huán)境狀況、統(tǒng)計出15個聲參數的數據后,利用分層聚類的方法研究村莊聲環(huán)境狀況及村莊形態(tài)結構的二分類,結果表明60個樣本村莊在兩種分類結果中的共同率為71.7%。以此推斷村莊形態(tài)結構與村莊聲環(huán)境狀況存在交互關系,可通過村莊形態(tài)結構判斷和改善村莊內交通聲環(huán)境狀況。文章根據道路的類別(高速公路、高架公路以及村路)及道路與村莊的位置(村莊內部和村莊外部)進一步研究了嚴寒地區(qū)村莊對交通噪聲的抵抗性:首先,本文篩選了6個村莊形態(tài)學參數(全覆蓋密度CAR、斑塊密度PD、道路線性密度RLF、交叉口密度RIF、建筑及道路的形狀指數:LSI_B和LSI_R),研究了高速公路與村莊的水平距離和角度方位對村莊內噪聲衰減的影響,并確定了村莊形態(tài)學參數與空間噪聲水平衰減、噪聲區(qū)域比例大小的關系。結果表明:改變村莊與公路的距離關系,可以有效降低交通噪聲對村莊的影響。改變村莊和高速公路的角度關系,對于提高村莊對交通噪聲的抵抗性并非總是行之有效的降噪措施。當距離超過600m時才可使村內聲環(huán)境適合于居住。另外,值得注意的是,村莊空間形態(tài)結構與降噪效果關系緊密,可利用村莊形態(tài)學參數改善村莊聲環(huán)境狀況,其中抵抗村莊外交通噪聲最重要的形態(tài)學參數是建筑及道路的形狀指數(LSI_B和LSI_R)。其次,本文研究了村莊對外部臨近高架公路噪聲的抵抗性,闡明了增加村莊與高架公路的距離和高度可顯著降低交通噪聲的影響,距離每增加100m,可增加安靜區(qū)域比例10%左右;降噪的最優(yōu)距離和高度分別為1000m和20m;距離變化對不同樣本的影響不同且差異較大。另外,需考慮建筑立面及村莊形態(tài)結構的影響,村內建筑立面降噪設計的有效距離為100m左右。經濟有效的聲屏障長度為村莊兩側外延600m左右;聲屏障高度每增加1m,村莊內平均聲壓級指數L_(avg)平均降低約1.5dBA。研究同樣得出村莊空間形態(tài)結構與降噪效果關系緊密,其中建筑及道路的形狀指數(LSI_B和LSI_R)是抵抗村莊外高架公路噪聲最重要的形態(tài)學參數。最后,研究了村莊對內部村路噪聲的抵抗性。本文從60個村莊樣本中抽選出布局形態(tài)結構多樣的150個村莊局部的研究樣本(200m×200m),并以此篩減出6個形態(tài)學參數來描述局部村莊樣本的空間形態(tài)結構:斑塊密度(PD)、景觀邊界密度(ED)、全覆蓋密度(CAR)、道路面積密度(RAF)和高寬比(垂直道路方向HWR_V和平行道路方向HWR_P)。文中研究了局部樣本距公路的距離、村路布局及樣本形態(tài)結構對聲衰減的影響。結果表明:距離對交通噪聲水平的衰減有顯著的影響。通過比較,總結出對道路距離變化敏感和抗噪的樣本布局的主要特征。值得注意的是,村莊形態(tài)結構與村路降噪效果關系緊密,道路面積密度(RAF)是與村莊內交通噪聲衰減情況最重要的相關參數。在總結的五種不同的局部樣本與村路布局的情況下,全覆蓋密度(CAR)是降噪最重要的形態(tài)學參數。為改善村莊聲環(huán)境,基于研究結果,分別提出了增加村莊對村外(高速公路和高架公路)和村內(村路)交通噪聲抵抗性的設計策略,可為村莊聲環(huán)境的規(guī)劃設計與管理提供技術支持與參考。
【圖文】：

① 平方反比定律。噪聲源的聲強衰減與到聲源的距離的平方成反比，即平方反比定律。如圖1-1所示，隨傳播距離的增大，聲波的傳播面積增大，使單位面積的聲壓隨距離的增加而衰減。在自由場或半自由場空間中，，距離點聲源d處，聲強就是聲源功率除以當時聲波的波陣面面積的商[101]：I=W/4πd2(1-1)式中 I——聲場中某點的聲強，(W／m2)；w——噪聲的聲功率，(W)；d——測點至聲源的距離，(m)。圖 1-1 平方反比定律Fig 1-1 Law of inverse squares② 線聲源隨距離的幾何發(fā)散衰減。聲源本身的長度若遠大于聲源與接收點之間的距離即為線聲源，如公路上連續(xù)的車流可視為無限個點聲源均勻分布連成的無限長的線聲源[101]。如果為自由場中理想的無限長線聲源

第 2 章 村莊聲環(huán)境及村莊空間形態(tài)結構的調查研究參與調研的成員依據自己的研究內容提出相應的設備及人力需求，并將成員間調研問卷的問題予以整合，最后根據調研區(qū)域進行分組，各組調研的內容除成員個人研究內容外，還包括其他成員的測量和調研問卷的發(fā)放等工作。每天調研結束后，成員間會統(tǒng)一整理當日的測量數據和調研問卷。經過系統(tǒng)的調研方案的設計，調研工作才得以高效順利的完成。2.1.2.1 聲環(huán)境主觀調查及分析結果簡介村莊聲環(huán)境主觀調查主要通過調研問卷的方式進行（調研問卷見附錄1）。問卷調研是以書面提出問題的方式，進行信息數據收集和統(tǒng)計的研究方法。為保證調研數據的合理性，滿足調查對象的多元化，在調研地點及問卷受訪者的選擇問題上，根據村莊空間布局及聲環(huán)境分布情況，選擇以道路為基準，在垂直道路等距的距離點上進行隨機抽樣的問卷調研（圖 2-1）。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU982.29;TB53

【參考文獻】

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本文編號：2625045