桥梁加固前后对环境影响

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1979年9月颁布施行的《中华人民共和国环境保护法(试行)》规定在中国实行环境影响评价制度。从1986年起中国开始形成环境影响评价的法规体系。1987年交通部颁布《交通建设项目环境保护管理办法》,便开始了公路建设项目的环境影响评价工作。自1987年原西安公路学院承担编写了第一本公路建设项目环境影响报告书———《西安至临潼高速公路环境影响报告书》以来,至今已有300多个高速公路建设项目开展了环境影响评价工作,环境影响评价对促进公路建设和社会经济与环境保护协调发展起到了非常重要的作用。对桥梁加固前后的环境影响的评价,属于环境影响后评价(PPA)。国外关于此研究始于20世纪80年代。英国的Manchester大学的环境影响评价中心(EIA)已经对环境影响后评价展开了相关的研究工作。目前中国开展环境影响后评价的研究还比较少,尚处于起步阶段。国内外实践证明,环境影响后评价对于提高环境影响评价的有效性,提高项目决策和环境管理水平都具有非常重要的意义。对桥梁加固前后的评价是为了能针对实际情况及时采取补救措施,特别是对桥面的加固,加固后噪声可以显著减弱,为桥梁加固提供了依据。通过比较实际情况与影响预测的偏离程度,研究产生偏差、误差的原因,对环境影响评价所采用的方法、标准以及其他相关内容的整体工作进行检查,并提出必要的对策措施。如对桥梁建设项目,要分析环境影响评价中预测模式及参数选取的合理性,分析预测结果的精确性和出现误差的原因,分析环保措施的实施状况和运行效果等。同时,根据加固后评价的结果,进一步提出有关对策和措施,从而使项目的使用状态正常化,环境的质量状况改善稳定,从而提高项目的经济效益、环境效益和社会效益。1 桥梁加固前对环境的影响这里所指的加固前是指桥梁使用到一定的年限,由于超载、酸雨腐蚀等各方面破坏桥梁的因素而影响到桥梁的质量,需要进行加固的前期。此处主要指运营过程中对当地环境造成的影响。1.1 交通噪声评价桥梁在加固前,对环境的影响是最大的,特别是噪声的影响。运营期间的交通噪声主要来源是车辆行驶过程中轮胎与桥面摩擦产生的。产生的噪声主要包括以下三方面:一是由于桥梁使用年限已久,引起桥面的破损和不平整,出现跳车现象从而引起的噪声;二是桥梁设有伸缩缝装置时,车辆通过时产生大的冲击振动而引发的噪声;三是由于有些旧桥桥面较窄,而现在交通车辆相对较多引起交通堵塞而发生噪音。环境交通噪声评价就是通过对桥梁加固后影响区域内有代表性的敏感点(村庄、学校、居民区等)的噪声影响的调查分析,对比加固前后的交通噪声情况,着重区分并量化桥梁加固后增减的噪声污染,评价项目对交通噪声污染的影响性。与以往的模式相同,要对噪声进行评价,首先要预测交通噪声的模式,然后在预测模式的基础上进行交通噪声污染对环境的影响评价。交通噪声预测模式和交通噪声的污染对环境的评价标准参照JTGB03-2006《公路建设项目环境影响评价规范》。1.2 环境空气污染评价运营期桥址区影响范围内的空气污染源主要来自于机动车辆排放物。车辆排放物对人体有直接危害作用,对动物、植被及其赖以生存的水上等环境要素均有不同程度的不利影响。国内外的试验研究已经明确了机动车排放物中有直接危害作用的有CO、NOx、Pb及少量的SO2等。中国不同地区的空气监测所发现的污染中,车辆排放量占有较高的比例,如CO为65%~80%,NOx为50%~60%,Pb为80%~90%,成为中国空气质量的主要污染源之一。国内外研究表明,交通量的大小、重型车辆所占比重和车辆速度等因素与空气中NOx等有害排放物含量有密切关系。车辆在交通拥塞的桥面行驶时速度很低,尾气中NOx等排放物将会大大增加,伴随着环境污染影响加剧。对环境空气的污染具体分析还要结合车辆尾气排放物的预测模式进行分析评价,以及详细的计算,然后对照国家的环境空气质量标准,评价项目实施后桥址区的空气质量情况,并对加固前后的改变情况进行分析,确定项目对桥址区环境空气质量的影响程度,做出评价结论。环境空气污染的预测模式和环境空气质量评价标准参照JTGB03-2006《公路建设项目环境影响评价规范》。1.3 桥梁运营维护阶段环境影响运营维护阶段对桥梁环境的影响也属于加固前的环境影响。其影响主要来源是运营期雨水冲刷桥面产生的污染物、车辆扬尘及其排放的尾气和大气降尘。针对这部分环境影响不能简单估算,而应对桥梁所在地的年降雨量以及桥梁运营期的交通量等进行详尽的统计计算,具体可参照如下方法进行计算。雨水冲刷产生污染物(t)=污染物含量(t/m3)-当地降雨量(m/年)-桥梁占地面积(m2)-使用年限(年)(1)车辆污染排放(t)=车辆平均污染排放(t/km-辆)-车流量(辆/d)-桥长(km)-使用年限(d)(2)大气降尘(t)=当地大气降尘量(t/月-km2)-桥梁占地面积(m2)-使用年限(月)(3)上述公式中各量的值可通过当地资料查得。即可计算出污染物的排放量。其对运营维护阶段桥梁综合环境影响可由下式计算:式中:Wj为第j项环境影响权重;EIj为第j项环境影响潜值。2 桥梁加固施工过程中对环境的影响桥梁加固过程产生的环境污染虽然比较小,但是也不容忽视。短期的主要是加固材料及其运输产生的悬浮颗粒(TSP)或可吸入颗粒物(PM10)增多;施工期间施工机械对桥址一定范围内居民的生活产生的影响,水泥砂浆混凝土的抛洒,加固粘结材料的泄露,施工人员生活污水的排放;拆除旧桥破损部件时产生的废物废料的乱扔乱弃;还有基础的加固对河道的阻塞等。长期的影响主要是建筑材料的物化环境影响。2.1 建筑材料生产加工阶段建筑材料的物化环境影响,是指建筑材料与生俱来的环境影响,是在使用和处理之前的所有上游过程和活动产生的环境影响的总和。有关水泥、大型钢材和小型钢材的物化环境影响国内龚志起等人已作过统计计算,见表1。其中GWYN、APN、NPN、DN、WN、EIBN分别表示全球变暖影响、酸化影响、富营养化影响、粉尘、固体废弃物和综合环境影响值。混凝土主要包括石、砂、水泥、水和外加剂等材料,而水泥的生产所带来的环境影响最为严重,故在此只考虑水泥物化环境影响。通过不同标号混凝土水泥掺量计算出每一种标号混凝土的物化环境影响潜值,C50、C30、C25混凝土水泥掺量分别取485、418、390mg/m3。表2列出了计算后每种材料的单项环境影响以及综合环境影响。对桥梁的原材料使用量进行统计,结合表2和式(5)即可计算出桥梁原材料阶段所产生的环境影响:式中:mi为第i种建材的质量(或体积);EIij为第i种建材j项环境影响潜值。2.2 桥梁加固施工阶段桥梁施工阶段环境影响主要来源于施工及运输机械排放物、施工人员生活垃圾和废水等。该文从全球变暖、酸化、富营养化、粉尘和固体废弃物等5个方面来定量计算综合环境影响潜值,主要采用丹麦工业产品环境设计(EDIP)方法进行标准化,即桥梁施工阶段所产生的环境影响除以相应的标准人当量基准得到标准化后的桥梁施工环境影响,见式(6),其中全球变暖影响、酸化影响、富营养化影响分别以CO2当量、SO2当量和NO3-当量计算。经计算,对于上述环境影响类型,中国相应的标准人当量基准为:8700kgCO2eq/(人-年)、36kgSO2eq/(人-年)、62kgNO3-eq/(人-年)、25kgeq/(人-年)、18kgeq/(人-年)EIN = EI / EIp (6)3 桥梁加固后对环境影响的评价3.1 交通噪声评价桥梁加固后,由于交通噪声是由车辆轮胎与桥面摩擦产生的。通行交通量及其重型车辆所占的比重、车辆的起停次数等与交通噪声的产生有密切关系。加固后的桥梁结构刚度增加,桥面破损情况及其平整度得到很大改善,车辆在良好的桥面功能下行驶,车速快且稳,将大大减少因车身振动、颠簸而产生的噪声。桥面加宽后,车辆在桥上会车或然率变小,减少了车辆的起停或加减速次数,对降低交通噪声有很大作用。另一方面,桥梁承载能力的提高、交通条件改善使得桥梁上的车流量增大、重车增多,则会加剧噪声污染。