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民用机场气象雷达电磁辐射环境影响分析

来源:用户上传      作者:吴凡

  【摘要】为分析民用机场气象雷达产生的电磁辐射环境影响,本文在分析气象雷达技术参数和电磁辐射环境保护标准的基础上,对气象雷达电磁辐射环境影响评价内容以及雷达投运后电磁辐射环境影响的监测结果进行分析。分析结果表明,气象雷达站的电磁环境监测结果基本符合环评阶段的预测结果,监测结果满足国家相关环境标准,符合国家环境保护管理要求。
  【关键词】气象雷达;电磁辐射;环境影响评价;电磁辐射监测
  中图分类号:TN929 文献标识码:A DOI:10.12246/j.issn.1673-0348.2022.03.002
  某民用机场位于我国云南某县,该县地处云贵高原,山区面积占比达99%以上,气候复杂多变。建设气象雷达站可对机场周边附近范围内的天气情况进行跟踪监测,提高天气预测预警能力,为飞机起降提供准确可靠的气象数据,保障机场正常运行。机场气象雷达投入运行后,会对周围环境产生电磁辐射,为此本文通过分析气象雷达建成前电磁辐射环境影响评价内容以及雷达投运后电磁辐射环境影响的监测,分析民用机场气象雷达对周围电磁辐射环境影响。
  1. 气象雷达的技术参数及电磁辐射环境相关标准
  1.1 气象雷达的技术参数
  随着民航快速发展,机场天气雷达从最初的常规雷达发展到多普勒天气雷达、双偏振天气雷达、相控阵天气雷达。本文案例以某民用机场气象雷达为例,其使用的是多普勒天气雷达,具体技术参数如表1所示。
  1.2 电磁辐射环境标准
  为加强电磁辐射环境管理,保障公众健康,原环境保护部和原国家质量监督检验检疫总局发布了《电磁环境控制限值》(GB8702-2014),标准中规定了环境中电场、磁场、电磁场场量参数的方根均值应满足表2的要求。
  本文中的民用机场气象雷达的频率为5500.975-5511.025MHz,中心频率为5506MHz,对应表2中限值得出,该气象雷达的电场强度的控制限值为16.32V/m,磁场强度的控制限值为0.044A/m,功率密度的控制限值为0.73W/m2。根据《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法和标准》(HJ/T10.3-1996),在评价时单个项目取场电场强度限值的1/√5,功率密度限值的1/5作为评价标准,即该气象雷达的电场强度的达标评价标准为7.298V/m,磁场强度的达标评价标准为0.0196A/m,功率密度的达标评价标准为0.146W/m2。
  3. 气象雷达电磁辐射环评及保护措施要求
  3.1 天线的近场、远场划分
  气象雷达天线产生的电磁场在近场区(感应场区)和远场区(辐射场区)有很大的区别。近场区电场与磁场没有明确的关联关系,衰减变化复杂,难以预测计算。远场区的电磁能量以电磁波形式传播,电场与磁场有一定关联,基本随着距离的变化较为规律的变化。在电磁辐射计算中,一般按以下划分近场区和远场区:
  近场区:0≤r<2D2/λ
  远场区:r≥2D2/λ
  式中:波长λ=c/f;r是观察点到天线振子的距离(单位:m);c是自由空间光速(单位m/s);f是工作频率(单位:Hz);D为天线口径(单位:m)。
  根据以上公式,本文气象雷达所采用的天线近场区为距天线中心0m≤r<736.4m;远场区为距天线中心r≥736.4m的区域。
  3.2 对电磁辐射环境影响预测和分析结果
  根据环评阶段对该工程的电磁环境影响的类比和预测结果。本文气象雷达在近场区距地面3.7m及以下的区域电场强度、功率密度、磁场强度等能满足相关限值要求,为满足公众曝露限值区域。在远场区满足公众曝露限值区域为距离雷达天线1326.85m以内低于公众曝露限值区域分界线以下所有区域和距离雷达天线1326.85m以外所有区域。
  为进一步保护周边电磁辐射环境,降低电磁辐射环境影响,雷达周围(远场区)建筑物应进行高度限制,本文雷达周围(远场区)建筑高度限制要求见表3。
  3.3 电磁污染防治管理要求
  针对天气雷达的电磁污染防治,主要通过划定电磁环境达标区域及采取相关的管理手段来进行。雷达建设方应立即按照满足公众曝露限值区域,核查雷达周围1326.85m以内在建、拟建建筑物高度,如建筑物高度超过雷达该区域,应立即通过相关部门沟通协调处理,并将雷达限制高度通知规划部门。
  4. 电磁环境实际监测
  4.1 监测方案
  该气象雷达已经建成并投入使用,气象雷达正常运行时,属于全方位不间断扫描。由于雷达站位于山顶上,受周边地形影响,监测点位主要布设在人员可达区域,以及以雷达为中心选取较平坦区域进行断面监测。具体如下:
  监测点布设:在雷达所在5层办公楼楼道内逐层布设1个监测点;在雷达站四侧围墙外各布设1个监测点。
  监测断面布设:沿着进站道路,在雷达天线西南侧布设1个监测断面。受地形影响,在30m、50m、100m、200m处布点。
  环境保护目标:在雷达站东侧约830m处的A村布设2个监测点,在西南侧约1220m处的B村布设3个监测点,在西南侧约1260m处的C村布设1个监测点。
  4.2 监测仪器
  本次电磁辐射环境监测设备为德国Narda公司的NBM-550综合场强仪和EF-0691探头,该套仪器响应灵敏,测量精度较高,能准确测量出周围电磁辐射状况,仪器具体参数及指标见表4。本次所使用的仪器均检定合格,在有效期内,测试人员具有省级环保部门颁发的辐射检测上岗证。
  4.3 监测环境及时间
  监测时间为2019年8月29日10:00~18:20,天气为晴,温度30℃,相对湿度72%,风速1.6~2.5m/s。
  4.4 监测结果
  本次验收监测期间,气象雷达站处于正常运行状态,雷达所在楼、周边及环境保护目标等各监测点位电磁环境监测结果见表5。
  4.5 监测结论
  气象雷达站正常运行时,雷达天线所在办公楼内电磁辐射监测结果随监测点所在楼层的增高而增大,电场强度为0.22V/m~3.21V/m,功率密度为0.0001W/m2~0.0273W/m2;雷达站周围厂界及断面监测结果变化幅度不大,电场强度为0.22V/m~1.75V/m,功率密度为0.0001W/m2~0.0081W/m2;环境保护目标因距雷达站较远,均处于远场区,受电磁辐射影响较小,电场强度为<0.20V/m~0.34V/m,功率密度为<0.0001W/m2~0.0003W/m2。各O测点位的监测结果均满足该气象雷达的电场强度的达标评价标准为7.298V/m,功率密度的达标评价标准为0.146W/m2。
  5. 结语
  对比该气象雷达的环评预测管理要求与正常运行时实际电磁辐射环境监测情况,气象雷达站的电磁环境监测值基本符合环评阶段的预测结果,监测结果满足国家相关环境标准,符合国家环境保护管理要求。本文气象雷达建于山区,监测点位布设时有所限制,但周边辐射干扰源也相对较少,对分析气象雷达的电磁辐射环境影响具有一定参考意义。
  参考文献:
  [1]马伊清.民航机场天气雷达现状及应用需求分析[J].电子世界,2019年01期:96+98.
  [2]环境保护部,国家质量监督检验检疫总局.电磁环境控制限值[S].GB8702-2014.
  [3]国家环境保护局.辐射环境保护管理导则―电磁辐射环境影响评价方法与标准[S].HJ/T10.3-1996.

nlc202204081444



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