基于降低飞机噪声影响的机场场址与跑道构型优化研究

曾庆华，徐志胜

(中铁二院工程集团有限责任公司环境工程研究院，四川成都 610031)

基于降低飞机噪声影响的机场场址与跑道构型优化研究

曾庆华，徐志胜

(中铁二院工程集团有限责任公司环境工程研究院，四川成都 610031)

防止飞机噪声扰民是机场项目环境影响评价工作的重要任务之一。在机场选址、预可行性研究等项目前期论证阶段开展环境可行性论证既及时又必要。从场址、跑道构型优化设计等方面对机场飞机噪声影响开展研究，提出：首先应结合净空、地形条件等因素，尽可能地拉大场址与相邻城市规划区的空间距离；其次应优化跑道构型，尽可能使跑道不正对城市规划区，以达到减少飞经城市规划区飞行量的目的。经过对机场场址、跑道构型的优化，飞机噪声对邻近城市区域的影响可以得到预防。

机场；飞机噪声；场址；跑道构型

随着我国社会经济的快速发展，机场建设方兴未艾，由此带来的飞机噪声扰民问题也日益突出。为了预防飞机噪声对周边环境产生污染，在项目建设前期就应提出并实施相关措施。通常从优化机场选址、优化跑道构型、优化跑道利用率(合理选择主降方向、选择优先跑道)、选择低噪声飞机、合理调整不同时段飞机起降架次、选择低噪声飞行程序、合理规划机场周边土地利用、加强运营期管理等方面予以考虑[1-5]。对于大型多跑道机场，尤其要重视场址及跑道构型的优化。本文以成都新机场项目为例[6]，以降低飞机噪声对城市区域的影响为目标，开展场址与跑道构型优化研究。

图1 场址比选图Fig.1 Comparison of airport sites

1 机场场址优化

初选的芦葭场址位于简阳市芦葭镇东南区域，如图1所示。场址距离成都市区约50 km，距离资阳市区约26 km，距离简阳市区约15 km。机场跑道呈南北向布置，不论是从场址还是跑道布置方向来说，机场对成都市区、资阳市区均不会造成明显的飞机噪声影响。然而，跑道延长线正对简阳市区上空，飞机起降经过简阳市上空在所难免。尽可能地减小简阳市区受噪声影响的范围是场址优化的方向。场址优化的原则是既要有利于降低飞机起降对简阳市区的影响，又要尽可能地不使场址与成都市区的距离增大。

若将场址西移至绛溪河北，与成都市天府新区的间距将明显减小，且对简阳市区噪声影响也会大为改善。但是，场址西侧直接受制于龙泉山脉的影响，净

空条件极为不利，且难以满足最西侧跑道建立侧三边的需求。同时，场址将处于成都第二绕城高速、绛溪河之间区域，场地发展严重受限。因此，绛溪河以北区域内不具备建设新机场的条件。

新场址可选在初选场址与绛溪河之间区域，即将位于芦葭镇东南部的初选场址适当西移至芦葭镇西北部区域(图1中优化场址)。两场址中心点间距约为4.3 km。优化场址与简阳市城市总体规划无矛盾，场址范围内无文物点，现场调查未发现不利于机场建设和运行的因素。该场址情况下，机场噪声影响范围相对于原场址在一定程度上偏离了简阳市中心区域。只要简阳市区规划不向西发展，可在一定程度上减缓机场对简阳市区的噪声影响。

2 跑道构型优化

2.1备选跑道构型方案

成都新机场初步规划5～6条跑道。项目预可行性研究阶段提出图2所示的3种较为可行的跑道构型方案供选择，分别是链式跑道构型方案D2、侧向跑道构型方案E3、传统优化跑道构型方案F2。

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

链式跑道构型方案D2由两组3条宽距平行跑道组成，共6条两组平行跑道。采用南面或北面一组3条平行跑道同时独立进近，另外一组3条平行跑道独立起飞，形成“三起三降”的跑道运行方式。次降方向运行时，两组跑道功能互换。跑道使用单一、运行方式简化，可形成高效的跑道使用模式。

侧向跑道构型方案E3由4条远距平行跑道，配以一组中距侧向跑道组成，共6条两组跑道。但对中距侧向跑道的相对位置进行了调整，以更好地满足场址和运行要求。方案E3能够提供4条独立进近的跑道，满足潜在的4跑道独立进近条件。按照具体运行时段起飞和降落架次的需求，使用2条侧向跑道用于起飞，另外4条跑道均为降落跑道，形成“四降两起”的跑道运行方式。

传统优化跑道构型方案F2由一组3条中矩平行跑道和一组远距平行跑道组成，共5条两组跑道，承袭传统的平行跑道构型构型，但具有新的构型和运行特点，能够提供4条独立进近的跑道。

2.2跑道构型比较分析

2.2.1跑道构型定性比选分析

根据调研采集数据和与机场运行及空管部门的交流结果，双流机场跑道运行方向为90%～95%北向运行，5%～10%南向运行。根据运行条件需要和当地风向条件特点，未来新机场的跑道运行方向应与双流机场的跑道运行方向一致。可见，飞机噪声影响主要由90%～95%向北的流量决定。

图3 跑道构型与周边城市位置关系Fig.3 Relationship of the runway layout and neighboring towns

图2介绍了各备选跑道构型方案主降方向上的跑道功能。可见，对于链式跑道构型方案D2和传统优化跑道构型方案F2，总飞行量的90%～95%均需北向起飞，而简阳市区正好处于机场北部。而侧向跑道构型方案E3中，由于两条侧向跑道可用于向东起飞，可以分担很大部分北向起飞流量，因此可以大大降低简阳市区方向的噪声影响。可见，从降低飞机噪声对机场北部地区尤其是简阳市区的影响方面考虑，侧向跑道构型方案E3是最优方案。

综上，成都新机场推荐侧向跑道构型方案E3。然而，机场东南侧20余km处为资阳市区，如图3所示，侧向跑道起飞航班应尽可能地避免飞越资阳市区上空。为此，将2条侧向平行跑道与4条南北向平行跑道的夹角适当加大至90°，使侧向跑道不正对资阳市区。经分析可知，该地区全年小于3 m/s的风占全年风速频率的90.40%，3～7 m/s的占9.70%，大于7 m/s的仅占0.10%。风向、风速对跑道的方位影响不大。因此，对侧向跑道布置方向的调整是可行的。

2.2.2侧向跑道降噪效果分析

经过上述优化调整的跑道构型，一方面使资阳市区避开飞机噪声影响；另一方面由于侧向跑道分担了南北跑道的部分飞机流量，减轻了飞机噪声对简阳市区的影响。

利用飞机噪声等值线图分析飞机噪声对简阳市的影响程度。分别对链式构型方案D2、优化后的侧向跑道构型方案E3的远期6条跑道条件下的飞机噪声进行预测，获得飞机噪声等值线，如图4所示。由此可见，由于侧向跑道的设置分流了南北向跑道的起降流量，大大减轻了飞机噪声对简阳市区造成的影响。

3 结论与建议

在机场选址、预可行性研究等项目前期论证阶段开展环境可行性论证既必要又及时。虽然根据新环评法，环评报告只要在项目开工前获得审批即可，但环评介入的时间仍然可以提前到选址、预可研阶段。

通过对机场场址、跑道构型的优化，可以实现对特定城市区域的噪声预防。首先，应结合净空、地形条件等因素，尽可能地拉大场址与相邻城市规划区的空间距离；其次，优化跑道构型，尽可能使跑道不正对城市规划区，以减少飞经城市规划区的飞行量。

[1] 钱炳华, 张玉芬. 机场规划设计与环境保护[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2001.

[2] 环境保护部环境工程评估中心. 交通运输类环境影响评价(下)[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2010: 386- 399.

[3] 徐志胜, 吴军, 曾庆华, 等. 大型国际机场规划中飞机噪声影响分析[J]. 声学技术, 2007, 26(4): 691- 695.

[4] 赵仁兴, 尹建坤, 马丽霞, 等. 协调机场及周边土地利用规划减少飞机噪声影响[J]. 环境影响评价, 2015, 37(2): 61- 65.

[5] 卢力, 胡笑浒, 周鑫, 等. 日本机场噪声管理经验简介及对我国的启示[J]. 环境影响评价, 2015, 37(4): 40- 43.

[6] 徐志胜, 徐昱, 吴军, 等. 成都新机场环境影响报告书[R]. 成都: 中铁二院工程集团有限责任公司, 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

曾庆华(1965—)，男，湖南涟源人，高级工程师，本科，主要从事环境影响评价工作，E-mail：84878399@qq.com

徐志胜(1969—)，男，江西上饶人，高级工程师，博士，主要从事噪声与振动的环境影响评价与防治研究，E-mail：361152492@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.06.008

X593

A

2095-6444(2017)06-0031-03