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摘 要

本文提出了一种考虑水面吸收与堤岸阻挡的内河航道船舶交通噪声预测方法。该方法是在英国道路交通噪声计算方法（CoRTN）的基础上建立的，并将水面吸收和堤岸阻挡的影响纳入控制方程。利用中国大运河航道沿线40个监测点的测量数据，对所开发的方法进行了验证。结果表明，改进后的方法比未经修改的CoRTN方法具有更高的精度。未修正的模型预测的噪声暴露水平与实测值拟合后，R²为0.74569，改进后的方法则可提高至0.86457。目前的研究方向是在考虑水面吸收与堤岸阻挡影响的CoRTN方法的基础上对内河航道噪声暴露水平进行预测。期待改进后的方法可以成为评估城市内河航道船舶交通噪声暴露水平的新工具。

关键词：船舶噪声，水面，堤岸，内河航道

Abstract：This paper proposed an improved prediction method of inland waterway vessel noise considering the effects of water surface adsorption and embankment shielding. The method was established on the basis of the United Kingdom Calculation of Road Traffic Noise (CoRTN) method and the effects of water surface adsorption and embankment shielding were integrated into the governing equations. The developed method was validated using the data measured at the 40 monitoring points along Dayunhe Channel in China. The results showed that the improved method had a higher accuracy and precision than that of the unmodified CoRTN method. The predicted noise exposure level by the unmodified CoRTN method correlated with the measured values with an R² of 0.74569, which was enhanced to 0.86457 by the improved method. The current research is the prime to forecast river vessel noise level on the basis of the CoRTN method considering water surface adsorption and embankment shielding influences in China. It is expected that the modified method could be a new tool for estimating vessel noise effect on the inhabitant around the urban inland waterways.

Keywords：Vessel noise, water surface, embankment, inland waterway

目 录

1 绪论 6

2 材料与方法 6

2.1 船舶交通噪声预测方法的建立 6

2.2 数据采集 11

3 结果与讨论 12

3.1 方法验证 12

3.2 水面与堤岸的影响 14

结 论 16

参考文献 17

致 谢 19

1 绪论

世界上许多城市或地区都遇到了交通噪声问题^[1]。与汽车或火车一样，船舶在内河航道航行中的暴露噪声作为交通噪声的重要组成部分，是影响城市环境特别是人类健康和福祉的主要问题之一^[2-9]。然而，与汽车或火车交通噪声不同的是，内河航道的船舶暴露噪声并未引起足够的注意^[10]。因此，对城市设计师和环境管理者来说，治理内河航道船舶交通暴露噪声是一项具有挑战性的工作。

交通噪声评估方法是规划内河航道噪声减缓手段并评估其影响和效益的有效工具^[11]。然而，我国还缺乏包含内河航道属性和主要环境环境的适当交通噪声计算方法。此外，船舶排放噪声的传播也受到内河航道堤防遮挡的影响。在此基础上，建立更准确的交通噪声计算方法，以适应目前的内河航道实际环境^[12]。

典型的内河航道一般被认为是无边无际的，因此，船舶交通暴露源可以被视为线源。目前，假定线源的交通噪声方法包括英国道路交通噪声计算（CoRTN）方法、瑞士Manuel d’utilisation du logiciel STL-86 Version 1.0（STL-86）方法和德国RLS 90方法^[13]。在这些方法中，CoRTN方法是为估计道路或公路车辆噪声水平而开发的第一个系统设计^[14]。它已在澳大利亚、英国、爱尔兰和香港等地广泛使用^[15-17]。许多研究表明CoRTN方法的可靠性和精确度是可以接受的^[18]。因此，在本研究中选择了CoRTN方法来预测内河航道的船舶噪声暴露水平。

然而，公路的交通状况与内河航道有明显的不同。根据上述意见，对方法中的参数进行了重新定义，以适应内河航道的交通环境。特别是对水面吸收和堤岸阻挡的修正进行了研究。通过增加水面吸收和堤岸阻挡修正项，建立了基于CoRTN的内河航道船舶噪声污染评价方法。第2部分介绍了发展的内河航道船舶交通噪声计算方法。在第3节中，方法的验证被呈现。表明了该方法在考虑水面吸收和堤岸阻挡因素的情况下的可靠性和准确性。最后，在第4部分给出了一些结论。

2 材料与方法

2.1 船舶交通噪声预测方法的建立

基于CoRTN的内河船舶交通噪声预测改进方法可以表示为^[19-21]：

(1)

其中，L_A10(h)是预测从发射声源到接收点的船舶噪声传播衰减的每小时基本噪声水平（dBA）；L_Basic为垂直于发射容器边缘参考距离（通常为25 m）处的每小时基本噪声水平（dBA）；ΔL_PV是船舶平均交通速度和重船百分比的修正（dBA）；ΔL_G是沿船舶导航方向的起伏调整（dBA）；ΔL_WS是水面情况的修正（dBA）；d₀为实测小时基本噪声水平L_Basic所在位置的参考距离（m），依据GB/T 4964-2010标准通常为25 m；D₀是从近侧发射点边界到内河航道路堤边的最小水平距离（m）；β是水面吸收引起的距离衰减参数；ΔL_ES是由于堤岸阻挡引起的衰减（dBA）；ΔL_D是距离修正（dBA）；ΔL_GS是由于地面吸附引起的衰减（dBA）；ΔL_S是屏障修正（dBA）；ΔL_A是视角修正（dBA）；ΔL_R是反射修正（dBA）。

参考基本噪声水平L_Basic可应用于下式计算：

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