城市声环境质量的主要影响因素相关性分析

浦恩远，张 燕

（云南省生态环境厅驻曲靖市生态环境监测站，云南 曲靖 655000）

为全面分析和总结“十三五”期间曲靖市声环境质量状况和变化趋势，笔者参与编制《云南省曲靖市“十三五”环境质量报告书（2016-2020年）》。在声环境质量分析评价中，采用关联分析法识别和筛选影响城市声环境质量的各种因素，可以为有效进行城市噪声污染控制，改善城市声环境质量提供科学依据。

1 相关性分析方法

选取2016-2020年曲靖市的城市人口密度、机动车保有量、城市建设和维护管理等方面的指标，与曲靖市2016-2020年城市交通噪声监测数据进行相关性分析，计算Spearman秩相关系数r。通过查表，比较r的绝对值与Spearman秩相关系数的临界值w进行显著性判别，并根据r值大小进行相关程度分级。通过声环境指标与城市建设指标的关联分析，探索声环境质量变化的原因，为全面说清声环境质量变化提供技术支撑。

1.1 曲靖市声环境质量现状

按声源统计，2020年影响曲靖市的主要环境噪声是生活噪声和交通噪声。“十三五”期间，曲靖市麒麟区和宣威市2个城市连续5年对道路交通声环境质量进行监测评价。下面以这两个地区代表曲靖市进行评述，如表1所示。

表1 “十三五”期间城市交通噪声和区域环境噪声监测结果

1.2 城市建设指标

“十三五”期间，曲靖市城市建设投入为680.26亿元，实施城市功能提升等一系列重大城市基础设施建设项目，持续优化城市道路、地下综合管廊及公园绿地等，加快推进城市建设。曲靖市市政建设主要指标对比如表2所示。

表2 影响曲靖市声环境质量的相关指标统计结果

2 结果与分析

依据区域特殊性、系统协调性和可比性、可操作性原则，采用2015-2020年序列数据，系统分析影响曲靖市声环境质量的相关性因素。

2.1 城市交通噪声影响因素相关性分析

影响城市交通噪声等效声级（L）的因素有机动车保有量、市政设施维护支出、车流量和道路机动车密度等，经计算，其Spearman秩相关系数r如表3所示。

表3 城市交通噪声等效声级的影响因素相关性分析

2020年，曲靖市城市声环境受交通噪声影响的网格（环境噪声监测区域划分多个网格）占监测总数的22.4%，车流量对交通噪声有重要影响，麒麟区和宣威市车流量与城市交通噪声L的Spearman秩相关系数r均为0.425，呈中等正相关。从每天时间变化趋势来看，交通噪声L与车流量变化有一定相关性，L随着车流量的增加与减少而同步出现上升与下降。每天交通噪声L峰值主要出现在08:00-09:00和15:00-18:00两个时段，与早晚交通车流量高峰时段基本一致。另外，交通噪声L与车流量的Spearman秩相关系数r低于临界值，相关性水平不显著，从年际变化趋势可以看出，L与车流量变化趋势有一定差异性，部分年份甚至出现L与车流量高低相反的情况，这也表明交通噪声存在多种影响因素。

市政公用设施维护支出（简称城市维护费）与城市交通噪声L的Spearman秩相关系数r为-0.925，呈极强负相关，相关性水平显著，如图1所示。相关性分析结果表明，在机动车保有量不断攀升的背景下，增加市政公用设施维护支出，采取多种防治措施可以有效缓解车流量对交通噪声的影响。

图1 城市维护费与交通噪声等效声级的变化趋势

2.2 城市区域环境噪声影响因素相关性分析

选择城市区域环境噪声与城市建设指标，计算Spearman秩相关系数r，相关性分析结果如表4所示。

表4 城市区域环境噪声的影响因素相关性分析

2020年，曲靖市区域环境噪声受生活噪声影响的网格占监测总数的66.4%。城市人口密度可以反映城市居民生活、学习、办公、工商业活动的强度，是社会生活噪声的主要影响因素。相关性分析结果表明，麒麟区和宣威市城市人口密度与城市区域环境噪声L的相关性指数分别为0.875和0.600，分别呈极强正相关和强正相关，具有强烈的相似性，L随着城市人口密度的增加与减少而同步出现上升与下降，如图2所示。随着经济的发展，大量人口拥进城市，造成城市人口和建成区面积不断增大。就麒麟区和宣威市而言，建成区面积增长幅度快于城区人口增长幅度，造成城市人口密度逐年下降，麒麟区从2015年8 719人/km下降到2019年的7 126人/km，宣威市从2016年8 046人/km下降到2019年的5 723人/km，与此同时，麒麟区平均等效声级下降1.3 dB，宣威市平均等效声级下降2.3 dB，城市区域声环境质量有明显好转。但这样的相关性程度仍然达不到显著水平，这说明仍有其他因素影响城市声环境质量。

图2 城市人口密度与区域环境噪声等效声级的变化趋势

3 相关性分析结果对城市噪声污染防治的启示

3.1 降低车流量对交通噪声的影响

麒麟区和宣威市城市道路机动车密度与交通噪声L的Spearman秩相关系数r分别为0.425和0.200，分别呈中等正相关和弱正相关。随着人均收入的普遍提高，城市机动车保有量不断增加，政府不断扩大市政公用设施维护支出，用于增加城市建成区面积和修建城市道路，降低城区道路机动车密度，有效减缓机动车保有量上升而造成交通噪声加重的趋势。

3.2 加强车型、车速管控，优化道路规格、路面状况和隔声屏障

不同车型和车速对交通噪声L有所影响，重型货车噪声强度可达110 dB。根据刘敬武的研究，一般来说，当车速增加1倍时，L平均上升6～7 dB，对于重型货车和高速行驶的城际车辆，可将其分流到城郊绕城高速公路，减轻交通噪声影响。L还与道路规格、路面状况、隔声屏障等因素有关，通常情况下，汽车在沥青混凝土路面上行驶，其噪声比较低，随着材料与施工技术的发展，推广低噪声路面、在敏感区设置隔声屏障可对交通噪声管控起到积极作用。

3.3 城市交通管制

交通噪声L受鸣笛、刹车等偶发性因素影响较大，个别路段也受到行人、非机动车等来往人流量喧嚣的干扰。2019-2020年，曲靖市中心城区开展文明城市创建活动，大批志愿者走上城市交叉路口维护交通秩序，减少机动车鸣笛、刹车，规范行人和非机动车通行，这些措施有效抑制了交通噪声影响。同时，推广电动车和共享单车，减少内燃机车噪声源的数量，也可以降低车流量对交通噪声的影响。

3.4 综合性措施

实施工业企业外迁，使其远离城区。整洁市容，以室内综合市场替代散落在各个地区的露天市场，集中管理。稳步提高城市绿化率，积极创建园林城市、文明城市，开展生态小区建设，加强对社会生活噪声源的管理和治理。这些举措都能减轻生活噪声污染，改善城市声环境质量。

4 结论

关联分析方法是分析和识别环境质量影响因素的创新手段，Spearman秩相关系数计算结果显示，市政公用设施维护支出、城市人口密度和车流量是影响城市声环境质量的主要因素。随着公众环保意识的增强，政府市政公用设施维护支出不断增加，交通噪声等效声级逐渐降低；随着城市人口密度的下降，城市区域声环境质量不断改善。这种现象符合环境经济学理论环境库兹涅茨曲线规律，即在经济发展的初级阶段，环境会随着经济增长而不断恶化，当达到转折点后，环境会随经济发展而好转，环境与经济的可持续性呈现不断增强趋势。研究发现，交通噪声L与车流量变化趋势存在一定差异性，甚至出现相反情况，说明影响城市声环境质量的因素是多样的。在机动车保有量和城市人口不断攀升的背景下，采取多种防治措施可以有效缓解城市交通和社会生活噪声污染。

一是发挥城市规划和噪声功能区划引领作用。在今后城市噪声污染防治工作中，要科学地进行城市规划，确保城市人口增长与城市化建设水平相适应，改善城市功能布局，确定合理的居民小区容积率，控制城市人口密度，减轻社会噪声影响。在修编城市规划时，同步开展城市规划声环境影响评价和城市区域环境噪声功能区划，并定期开展规划声环境影响评估。二是强化城市道路维护和交通管理。继续加大市政维护支出，加强城市路网建设和路面维护，合理控制车流量，有效减轻车流量上升而造成交通噪声加重的影响。加强道路建设和机动车管理，拓宽道路，改造不合理的路口、路段，将平交路口改为立体交通，增加高架桥，改善道路交通状况，缓解因路面损坏汽车颠簸产生的噪声污染。同时，大力推广低噪声路面，在敏感区设置隔声屏障，有效控制交通噪声。对于重型货车和高速行驶的城际车辆，将其分流到城郊绕城高速公路，同时推广电动车和共享单车，有效减轻交通噪声污染，改善城市声环境质量。