海洋环境噪声场建模及相关特性概论PPT(共 50张)

二、环境评价基础
• 这些概念你还记得吗？ • • • • • • • 1）波长、声速和频率 2）声功率、声强、声压 3）声压级、声强级、声功率及其分贝 4）噪声的叠加和衰减 5）A计权声级 6）等效连续A声级 。。。。。。
1.环境噪声评价量
A计权声级：模拟人耳对55dB一下低强度噪声的频率特性而设计的 ，以LPA或LA表示，记作分贝（A）或dB（A） 等效连续A声级：
4 噪声环境影响的评价范围
• 声环境影响评价范围依据评价工作等级确定 • (1)对于以固定声源为主的建设项目（如工厂、港 口、施工工地、铁路站场等）：
• ①满足一级评价的要求，一般以建设项目边界向外200m为评 价范围； • ②二级、三级评价范围可根据建设项目所在区域和相邻区域的 声环境功能区类别及敏感目标等实际情况适当缩小。 • 如依据建设项目声源计算得到的贡献值到200m处，仍不 能满足相应功能区标准值时，应将评价范围扩大到满足标准值 的距离。
• 3、调查方法(收集资料；现场调查和测量)
• 4、环境噪声现状测量点的布置原则*
• 5、环境噪声现状测量量和测量时段
• 6、环境噪声现状评价的主要内容*
• 调查目的
• （1）掌握评价范围内声环境质量现状； • （2）向决策部门提供评价范围内的噪声现状，以与项目 建成后声影响的程度进行比较； • （3）查清噪声敏感对象、保护目标和人口分布； • （4）为噪声影响预测和评价提供资料。
1 A 10 lg 2 div 4 r
Adiv——距离增加产生的衰减值，dB r——点声源至受声点的距离，m。
在距离点源r1处至r2处衰减值：
r1 Adiv 20 lg r2
(2) 线声源衰减——遵循圆柱体分布规律

I0 I ref
SV
c
2
1 r2
bbd
被积函数：发射-接收换能器的组合指向性，若将其视为发射 -接收组合束宽，则可以用一理想的等效指向性来替代它。
6.2 体积混响
2、体积混响理论
积分计算：
设有立体角 ，具有如下指向性：在立体角 内，相对 响应为1；在立体角 外，响应为零，即
混响研究： （1）平均特性：从能量观点出发，研究混响平均强度所 遵循的规律；
（2）统计特性：混响是一个随机过程，研究其概率分布、 时空相关特性、空间指向性和频谱特性等统计特性。
6.1 海洋混响基本概念
1、混响的分类
（1）海洋中散射体 海洋生物、泥沙粒子、气泡、水团等，不平整海面和海底； 构成实际海洋的不均匀性，形成介质物理特性的不连续性。 （2）混响声信号 声呐发射声信号在介质中传播过程中，遇到不均匀介质，产 生散射声场。 海洋中的不均匀性是大量的，它们的散射波在接收点上的总 和形成该点的混响。 混响信号紧跟在发射信号之后，它像一阵长的、随时间缓慢 衰减的颤动声响。
6.1 海洋混响基本概念
3、等效平面波混响级
由发射信号本身特性和海中散射体分布等原因，混响声场不 是各向同性的；
在混响为主要背景干扰情况下，等效平面波混响级RL度量混 响干扰的大小，声呐方程中用RL替代NL-DI项。
等效平面波混响级：若接收器接收来自声轴方向入射的强度为
I平面波，其输出端开路电压为V；如将接收器放置在混响声场
R
L

10
lg

I0 I ref
SV
V
1 r4
b(
,
)b(
,
)dV

➢ 用这种方法计算出来的声级称为等效声级或等效 连续A声级，用符号Leq表示，单位仍为dB(A)。
Leq10lgT 10T100.1Lt dt
Leq10lgn1 in1100.1Li

间隔采样
n —取样总数； Li —第i次读数的A 声级，dB；
（3）昼夜等效连续A声级
人的听觉，能很好地模拟人耳的听觉特性。由A网络测出的噪 声级称为A计权声级，简称A声级，其单位为dB(A)，记作LA。
（2）等效连续A声级
➢ 在自然环境中，噪声源的发声往往是不连续的，如
公路的交通噪声时，有汽车通过时测得的A声级较强， 没有汽车通过时测得的A声级则较弱。
➢ 为了合理地比较、评价不同的、非连续噪声源的噪 声强度，提出将一定时间内不连续的噪声能量用总的 发声时间进行平均的方法来评价噪声对人的影响。
瞬时声压：某一瞬间介质中的压强相对于无声波时 压强的改变量称为，单位是 Pa。
有效声压：取瞬时声压均方根值， 通常说的声压即 为有效声压。
闻阈声压：正常人耳刚能听到的声音的声压。人耳 对于不同频率声音的闻阈声压不同，这是因为人耳 对高频声敏感而对低频声迟钝。对于频率为 1000Hz的声音，闻阈声压为2×10-5Pa。
Lp Lp1 L
两个声源Lp1 －Lp2差值与增值ΔL的对应关系Βιβλιοθήκη Lp1 －Lp2ΔL
Lp1 －Lp2
ΔL
0
3
6
1.0
1
2.5
7
0.8
2
2.1
8
0.6
3
1.8
9
0.5
4
1.5
10
0.4
5
1.2
11
0.3

类别 0 1 2 3 4
昼间
夜间
50
40
5适5 用于疗养区45、高级别
墅区6、0 高级宾馆区50等特别需 要安静的区域，位于城郊和 乡村6的5 这一类区域55分别按严 于0类70标准5dB执行55。
42
表5 城市区域环境噪声标准值
单位：等效声级Leq /dB(A)
类别 0 1 2 3 4
昼间
夜间
50
解： ∵ Lp1-Lp2=3dB ， 查 曲线得ΔLp= 1.8 dB ∴ Lp 总 ＝ 96dB +1.8dB＝97.8dB
17
两噪声源的叠加曲线
18
掌握了两个声源的叠加，就可以推广到多声源的叠加，只需逐次 两两叠加即可，而与叠加次序无关。 例2：有8个声源作用于一点，声压级分别为：70、75、82、90、93、 95、100dB，求Lp总。
声源可以是固体、也可以是流体（液体和气体）的 振动。
声音的传媒介质有空气、水和固体，它们分别称为 空气声、水声和固体声等。
6
二、噪声
1.定义：一切不希望存在的干扰声（人们生活和工作所不需要 的声音）叫噪声。
2.危害： 损伤听力 干扰人们的睡眠和工作 诱发疾病 干扰语言交流 强噪声还会影响设备正常运转和损环建筑结构
9
一、声音的发生、频率、波长和声速
声音的发生：空气中振动频率在20～20000Hz之间。 1.频率：声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位
为Hz 2.波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，
或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称作波长，记为λ， 单位为m。
3.声速：单位时间内声波传播的距离叫声波速度，简称声 速，记作c，单位为m/s。频率、波长和声速三者的关系是：

大数据分析应用 利用大数据技术，对海量噪声监测数据进行分析挖掘，为 噪声污染防治提供科学依据和决策支持。
法规标准不断完善 随着环保意识的提高和噪声污染问题的日益突出，国内外 相关法规和标准将不断完善，对噪声监测工作提出更高要 求。
不断提升自身专业能力
持续学习新知识
关注声学、环境监测等领域的最新研究成果和技术动态， 不断更新自己的知识储备。
04 监测方案设计与实施过程 管理
明确监测目标和任务需求
确定噪声监测的目的
了解噪声污染现状、评估噪声对环境 和人群的影响、为噪声治理提供依据 等。
明确监测任务需求
包括监测区域、监测时段、监测频次、 监测参数等。
制定合理可行监测方案
选择合适的监测方法
根据监测目标和任务需求，选择适合的噪声监测方法，如定点监 测、流动监测等。
确定监测点位布局
根据声源分布、地形地貌、人口分布等因素，合理布局监测点位， 确保监测数据的代表性和准确性。
制定采样和分析计划
明确采样时间、采样频次、分析方法等，确保监测数据的可靠性和 准确性。
现场勘查和布点优化调整
现场勘查
在监测前对监测区域进行现场勘查，了解声源分布、地形地貌、 气象条件等实际情况。
05 数据报告编制与审核流程
数据报告格式规范要求
01
02
03
04
报告封面
应包括项目名称、监测单位、 报告编制时间等基本信息。
报告目录
应清晰列出报告的正文、附表、 附图等内容的页码。
正文内容
应包括监测项目概况、监测方 法、监测结果、结论与建议等
部分，文字应简洁、准确。
附表和附图
应根据需要选择适当的表格和 图形展示监测数据，提高报告

声呐技术有多种类型，包括主 动声呐和被动声呐，以及用于 不同探测目的的特殊声呐。
声学多普勒测流技术
声学多普勒测流技术是一种利用声波测量水流速度和方向的无损测量技术 。
该技术基于多普勒效应原理，通过测量声波在水流中的频率变化来推算水 流的速度和方向。
声学多普勒测流技术广泛应用于海洋学、河流水文学等领域，为研究水流 动力学和环境变化提供了重要手段。
声学温度测量技术
声学温度测量技术是一种利用声 波测量水下温度场的方法。
该技术通过测量声波在水中传播 的速度，结合已知的声速与温度 之间的关系，推算出水下的温度
分布。
声学温度测量技术对于研究海洋 热力学、气候变化等领域具有重
要意义。
海洋声学测量技术的发展趋势
海洋声学测量技术不断发展，未来将朝 着高精度、高分辨率、高效率的方向发 展。
在海洋考古研究中的应用
声波成像
利用声波成像技术探测海底沉船、古迹等文化遗产，为海洋考古研究提供新的 方法和手段。
声学测年
通过测量海底沉积物的声学特性，确定沉积物的年代和历史，为海洋历史和考 古研究提供重要依据。
05
未来展望与挑战
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
20世纪初
声呐技术开始应用于军事领域。
20世纪中叶
声学在海洋资源探测和环境监测方面 的应用逐渐普及。
21世纪
高分辨率和高灵敏度声学技术的发展 ，推动了海洋声学研究的深入。
海洋声学的研究意义
促进海洋科学的发展
声学技术为海洋科学研究提供 了重要的工具和方法。
保障国家安全
军事应用领域的声呐技术对于 国家安全具有重要意义。
在海洋环境监测中的应用

我国的渤海湾、黄海、东海和南海的污染状况也相当严重，虽然汞、镉、铅的浓度总体上尚在标准允许范围之内，但已有局部的超标 区；
一旦污染物进入海洋后，很难再转移出去，不能溶解和不易分解的物质在海洋中越积越多，往往通过生物的浓缩作用和食物链传递， 对人类造成潜在威胁。 污染最严重的海域有波罗的海地中海东京湾、纽约湾、墨西哥湾等。 污染最严重的海域有波罗的海地中海东京湾、纽约湾、墨西哥湾等。 3、健全环境保护法制，加强监测监视和管理； 防止海洋污染的措施主要有：
我国的渤海湾、黄海、东海和南海的污染状况也相当严重，虽然汞、镉、铅的浓度总体上尚在标准允许范围之内，但已有局部的超标 区； 第三是对水产资源的酷捕，对红树林、珊瑚礁的乱伐乱采，也危及到生态平衡。 2、对海洋环境深入开展科学研究； 上述问题的存在已对人类生产和生活均构成了严重威胁。 第三是对水产资源的酷捕，对红树林、珊瑚礁的乱伐乱采，也危及到生态平衡。 其次是某些不合理的海岸工程建设，给海洋环境带来的严重影响； 2、对海洋环境深入开展科学研究； 就国家来说，沿海污染严重的是 、 、西欧诸国和前苏联国家。
海洋污染有很长和积累过程，不易及时发现，一旦形成污染，需要长期治理才能消除影响，且治理费用大，造成的危害会影响到各方 面，特别是对人体产生的毒害，更是难以彻底清除干净 海洋的污染主要是发生在靠近大陆的海湾。 海洋污染会损害生物资源，危害人类健康，妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动，损坏海水质量和环境质量等
我国的渤海湾、黄海、东海和南海的污染状况也相当严重，虽然汞、镉、铅的浓度总体上尚在标准允许范围之内，但已有局部的超标 区； 第三是对水产资源的酷捕，对红树林、珊瑚礁的乱伐乱采，也危及到生态平衡。 污染最严重的海域有波罗的海地中海东京湾、纽约湾、墨西哥湾等。
海洋污染有很长和积累过程，不易及时发现，一旦形成污染，需要长期治理才能消除影响，且治理费用大，造成的危害会影响到各方 面，特别是对人体产生的毒害，更是难以彻底清除干净

环境噪声理论
二.噪声的衰减因素 1.空气的吸收
由于空气的粘滞性、热传导、空气 分子的弛豫吸收，声波能量转变为热 能消散。
衰减量由空气吸收系数决定。空气 吸收系数和大气温度、湿度和声波的 频率相关。
环境噪声理论
二.噪声的衰减因素 2.地面的吸收
与地面覆盖物、声波频率、离声源 距离、近地面气象条件。
道路交通噪声测量
三.测量前后的校准值
➢ 测量前后的校准值应小于0.5dB 如果校准偏差超过0.5dB ①查看是否经过温度极剧变化 ②加装延长电缆后要重新校准 ③换测量仪器
总结: 噪声监测中应注意的一般原则
测量仪器和声校准器应按JJG699、JJG778的
规定定期检定，测量前后必须进行校准。
➢ 满足测量气象条件，在无雨、无雪，风速小 于5米/秒的天气条件下进行测量。
第一部分:环境噪声理论
一.基本概念 1.Leq等效连续计权声级 2.Ln累计百分数声级
环境噪声理论
1.Leq等效连续计权声级 等间隔采样的计算式
LAeq=
1 10lg[ N
N
∑ 100.1LAi]
i=1
N — 采样个数 LAi — 第i个A计权声级，dB
环境噪声理论
正态分布的数据计算Leq
LAeq,T= L50+ (L10-L90)2 60
能被反射,一部分声能绕过屏障传播,在
屏障后形成“声影区”，声音在这区
域内有一定的降低，这一区域的大小
和降低声音的程度，随着声波增大而
减小。
Байду номын сангаас
环境噪声理论
❖ 薄屏障
➢ 声屏障的隔声效果（插入损失LIL）由菲涅尔 数N和声音频率决定，不同频率下的插入损 失LIL不同。在rR>>rs>>H的条件下，菲涅 尔数由H、rs、λ决定。