Tổng quan nghiên cứu

Tiếng ồn do hoạt động hàng không là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng ảnh hưởng đến sức khỏe và chất lượng cuộc sống của người dân sống quanh các sân bay. Tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực sân bay Tân Sơn Nhất, việc khảo sát và xây dựng biểu đồ tiếng ồn cho quá trình cất cánh máy bay chưa được nghiên cứu một cách bài bản và đầy đủ. Theo ước tính, số lượng chuyến bay trung bình tại sân bay Tân Sơn Nhất trong tháng 3 năm 2020 là khoảng 14 chuyến bay mỗi giờ trong buổi sáng và buổi tối, tạo ra mức tiếng ồn đáng kể ảnh hưởng đến các khu vực dân cư lân cận. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng quy trình đo thực nghiệm và biểu đồ tiếng ồn cho quá trình cất cánh tại sân bay Tân Sơn Nhất, dựa trên tiêu chuẩn ICAO, đồng thời so sánh kết quả thực nghiệm với phương pháp tính toán giải tích để đánh giá tính chính xác và hiệu quả của quy trình. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 2 đến tháng 8 năm 2020, tại khu vực xung quanh sân bay Tân Sơn Nhất, TP. Hồ Chí Minh. Việc xây dựng biểu đồ tiếng ồn không chỉ giúp đánh giá mức độ ô nhiễm tiếng ồn mà còn hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc thiết kế các biện pháp giảm thiểu tiếng ồn, nâng cao chất lượng môi trường sống và đáp ứng các yêu cầu hội nhập quốc tế về an toàn và môi trường hàng không.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết cơ bản về âm thanh và tiếng ồn, trong đó có các khái niệm chính như mức áp suất âm thanh theo trọng số A (dBA), mức phơi nhiễm tiếng ồn (LAE), và các chỉ số đặc trưng như Lden, Ldn, Lday,1h. Lý thuyết về sóng âm, tần số, biên độ và cách đo áp suất âm thanh được sử dụng để hiểu rõ bản chất tiếng ồn do máy bay gây ra. Ngoài ra, mô hình Noise-Power-Distance (NPD) được áp dụng để xác định mức sự kiện tiếng ồn từ dữ liệu chuyến bay và các phân đoạn hiệu chỉnh của đường bay. Luận văn cũng tham khảo tiêu chuẩn ICAO 9911 về xây dựng biểu đồ tiếng ồn sân bay, cùng với các tiêu chuẩn Việt Nam và Pháp về giới hạn ô nhiễm tiếng ồn. Phần mềm Matlab được sử dụng để xử lý dữ liệu và vẽ biểu đồ tiếng ồn thực nghiệm, đồng thời so sánh với kết quả từ phương pháp tính toán giải tích dựa trên mô hình lý thuyết.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu đo thực nghiệm tiếng ồn tại 14 điểm đo xung quanh sân bay Tân Sơn Nhất, dữ liệu chuyến bay tháng 3 năm 2020, và dữ liệu địa hình khu vực khảo sát. Cỡ mẫu đo gồm 11 điểm đo được lựa chọn kỹ càng sau khảo sát sơ bộ, đảm bảo độ tin cậy và đại diện cho khu vực nghiên cứu. Phương pháp chọn mẫu là chọn các điểm đo dựa trên tiêu chuẩn ICAO về vị trí và độ cao đặt máy đo (3,5 m), tránh các vị trí có nhiễu xạ âm thanh. Phương pháp phân tích dữ liệu sử dụng Matlab để nội suy dữ liệu rời rạc thành biểu đồ tiếng ồn liên tục, đồng thời áp dụng phương pháp tính toán giải tích để xây dựng biểu đồ tiếng ồn dự phòng. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 2 đến tháng 8 năm 2020, bao gồm các bước: tìm hiểu lý thuyết, chuẩn bị thiết bị, khảo sát điểm đo, thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu và so sánh kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Xây dựng thành công biểu đồ tiếng ồn thực nghiệm: Dữ liệu đo tại 11 điểm cho thấy mức áp suất âm tương đương liên tục theo trọng số A (LAeq,1h) dao động từ 55 dBA đến 75 dBA trong quá trình cất cánh máy bay, phù hợp với tiêu chuẩn ICAO. Biểu đồ tiếng ồn được vẽ bằng Matlab thể hiện rõ vùng ảnh hưởng tiếng ồn lan rộng theo hướng đường bay.

  2. So sánh với phương pháp tính toán giải tích: Kết quả so sánh tại 5 vị trí ngẫu nhiên cho thấy sai số trung bình giữa hai phương pháp là khoảng 3-5 dBA, trong đó phương pháp thực nghiệm cho kết quả sát thực tế hơn do tính đến các yếu tố môi trường và địa hình cụ thể.

  3. Ảnh hưởng của nhóm máy bay và số chuyến bay: Phân tích số chuyến bay trung bình trong tháng 3 năm 2020 cho thấy nhóm máy bay có độ ồn đặc trưng cao hơn (ví dụ máy bay phản lực tỉ lệ khí thoát thấp) tạo ra mức tiếng ồn cao hơn khoảng 10 dBA so với nhóm máy bay tỉ lệ khí thoát cao.

  4. Tác động của vị trí đặt máy đo: Việc lựa chọn vị trí đặt máy đo theo tiêu chuẩn ICAO và tránh các vị trí nhiễu xạ âm thanh giúp đảm bảo độ chính xác của dữ liệu đo, giảm sai số đo xuống dưới 2 dBA.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự khác biệt giữa phương pháp thực nghiệm và tính toán giải tích chủ yếu do phương pháp giải tích dựa trên mô hình lý thuyết chuẩn, chưa tính đến các yếu tố địa hình, khí tượng và nhiễu xạ âm thanh thực tế. Kết quả thực nghiệm phản ánh chính xác hơn tình hình tiếng ồn thực tế tại sân bay Tân Sơn Nhất, phù hợp với các nghiên cứu tương tự tại sân bay Lisbon và Đà Nẵng. Việc xây dựng biểu đồ tiếng ồn thực nghiệm giúp các cơ quan quản lý có cơ sở khoa học để thiết kế các biện pháp giảm thiểu tiếng ồn, đồng thời hỗ trợ việc phát triển hệ thống giám sát tiếng ồn sân bay theo tiêu chuẩn quốc tế. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ nội suy mức tiếng ồn trên bản đồ địa hình, bảng so sánh mức tiếng ồn giữa các điểm đo và biểu đồ phân bố số chuyến bay theo nhóm máy bay.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai hệ thống giám sát tiếng ồn cố định và di động: Lắp đặt các trạm đo tiếng ồn cố định và di động tại các vị trí trọng yếu quanh sân bay Tân Sơn Nhất để thu thập dữ liệu liên tục, nâng cao độ chính xác và khả năng giám sát theo thời gian thực. Chủ thể thực hiện: Tổng Công ty Cảng Hàng không Việt Nam (ACV). Thời gian: 12 tháng.

  2. Áp dụng quy trình đo và xây dựng biểu đồ tiếng ồn tiêu chuẩn ICAO: Đào tạo nhân viên kỹ thuật về quy trình đo thực nghiệm và xử lý dữ liệu theo tiêu chuẩn ICAO, đảm bảo tính đồng bộ và chuẩn hóa trong giám sát tiếng ồn. Chủ thể thực hiện: Trường Đại học Bách Khoa phối hợp với ACV. Thời gian: 6 tháng.

  3. Phát triển phần mềm phân tích và hiển thị biểu đồ tiếng ồn: Nâng cấp phần mềm Matlab hoặc phát triển phần mềm chuyên dụng tích hợp dữ liệu đo và bản đồ địa hình để tự động hóa quá trình xây dựng biểu đồ tiếng ồn, hỗ trợ ra quyết định nhanh chóng. Chủ thể thực hiện: Nhóm nghiên cứu trường Đại học Bách Khoa. Thời gian: 9 tháng.

  4. Xây dựng chính sách và biện pháp giảm thiểu tiếng ồn: Dựa trên biểu đồ tiếng ồn, đề xuất các biện pháp kỹ thuật như điều chỉnh đường bay, giới hạn số chuyến bay vào giờ cao điểm, và xây dựng các công trình cách âm cho khu vực dân cư bị ảnh hưởng. Chủ thể thực hiện: Cục Hàng không Việt Nam và UBND TP. Hồ Chí Minh. Thời gian: 18 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý hàng không và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách giám sát và kiểm soát tiếng ồn sân bay, đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật hàng không, môi trường: Tham khảo quy trình đo thực nghiệm, phương pháp xử lý dữ liệu và xây dựng biểu đồ tiếng ồn để phát triển các nghiên cứu tiếp theo hoặc ứng dụng thực tiễn.

  3. Các công ty vận hành sân bay và hãng hàng không: Áp dụng kết quả để tối ưu hóa hoạt động bay, giảm thiểu tiếng ồn gây ảnh hưởng đến cộng đồng và nâng cao hình ảnh doanh nghiệp.

  4. Cộng đồng dân cư sống quanh sân bay: Hiểu rõ mức độ ảnh hưởng của tiếng ồn, từ đó phối hợp với chính quyền địa phương trong việc đề xuất các biện pháp bảo vệ sức khỏe và cải thiện môi trường sống.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần xây dựng biểu đồ tiếng ồn cho sân bay Tân Sơn Nhất?
    Biểu đồ tiếng ồn giúp xác định phạm vi và mức độ ảnh hưởng của tiếng ồn máy bay đến khu vực xung quanh, từ đó hỗ trợ quản lý môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Ví dụ, biểu đồ cho thấy mức tiếng ồn có thể vượt quá 70 dBA tại một số khu vực dân cư gần đường bay.

  2. Phương pháp đo thực nghiệm có ưu điểm gì so với phương pháp tính toán giải tích?
    Phương pháp đo thực nghiệm phản ánh chính xác điều kiện thực tế, bao gồm ảnh hưởng của địa hình và khí tượng, trong khi phương pháp tính toán giải tích dựa trên mô hình lý thuyết chuẩn, có thể bỏ qua các yếu tố này. Kết quả thực nghiệm thường sát với thực tế hơn.

  3. Tiêu chuẩn ICAO áp dụng trong nghiên cứu là gì?
    ICAO 9911 là tiêu chuẩn quốc tế về xây dựng biểu đồ tiếng ồn sân bay, quy định cách đo, phân tích và biểu diễn mức tiếng ồn theo các chỉ số như Lden, Ldn, đảm bảo tính đồng bộ và so sánh quốc tế.

  4. Làm thế nào để lựa chọn vị trí đặt máy đo tiếng ồn?
    Vị trí đặt máy đo được lựa chọn dựa trên tiêu chuẩn ICAO, tránh các vị trí có nhiễu xạ âm thanh, đặt máy ở độ cao 3,5 m, gần khu vực dân cư bị ảnh hưởng và dọc theo hướng đường bay để thu thập dữ liệu đại diện.

  5. Biểu đồ tiếng ồn có thể hỗ trợ gì cho việc giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn?
    Biểu đồ giúp xác định các vùng có mức tiếng ồn cao, từ đó đề xuất các biện pháp kỹ thuật như điều chỉnh đường bay, giới hạn số chuyến bay, xây dựng công trình cách âm, góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đến cộng đồng.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công quy trình đo thực nghiệm và biểu đồ tiếng ồn cho quá trình cất cánh tại sân bay Tân Sơn Nhất theo tiêu chuẩn ICAO.
  • Kết quả thực nghiệm cho thấy mức tiếng ồn dao động từ 55 đến 75 dBA, phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế và phản ánh chính xác thực trạng tiếng ồn.
  • So sánh với phương pháp tính toán giải tích cho thấy phương pháp thực nghiệm có độ chính xác cao hơn, phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết lập hệ thống giám sát tiếng ồn sân bay và đề xuất các biện pháp giảm thiểu tiếng ồn hiệu quả.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai hệ thống giám sát, đào tạo nhân lực, phát triển phần mềm hỗ trợ và xây dựng chính sách giảm thiểu tiếng ồn, nhằm nâng cao chất lượng môi trường sống quanh sân bay.

Quý độc giả và các cơ quan liên quan được khuyến khích áp dụng quy trình và kết quả nghiên cứu để phát triển các giải pháp quản lý tiếng ồn hiệu quả hơn trong tương lai.