民用機場選址階段考慮因素探討
時間:2022-05-07 10:10:13
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民用機場選址是機場建設階段中的第一步,也是最為重要的一步。機場選址是一個綜合性較強的多目標優化決策問題,它涉及多方面的因素,如氣象條件、空域環境、地形條件、凈空條件、經濟條件、建設需求、機場建設是否與城市發展相協調、噪聲問題、污染問題等。新建或遷建機場選址階段的工作,是按照運輸機場的基本條件在擬建機場的地區提出兩個或三個預選場址,并通過對選定場址的地面和空中綜合條件分析,從中選出一個最優場址。選出的最優場址在各方面都應可行,無明顯的缺陷,且在大部分的條件比較中優于其他場址。機場選址階段一般由多個設計單位參與,主要有地面設計單位和航行服務研究單位,分別負責地側(跑道和滑行道布局、供油供電供水、航站樓建設、土地規劃等)和空側(航行服務研究:目視和儀表飛行程序和飛機性能)的相關工作,本文探究了在民用機場選址階段需要考慮的幾個較為重要的因素:氣象條件、凈空條件、空域條件、環保因素和通信導航條件。
1.氣象條件
航空器的運行受氣象條件影響較大,因此在選址階段應盡可能詳細的統計氣象資料。在機場選址階段,需要機場建設方統計當地至少近5年的累積氣象數據,主要統計參數有風速、風向、能見度、云底高、平均和極端溫度、是否有極端天氣等。機場場址的風向和風速用于制作風玫瑰圖,根據航空器逆風起降的原則,依據風玫瑰圖中的主導風向確定跑道方向和跑道號碼。跑道的方向決定了機場在后期投產運行中的運行效率,尤其是在大風天氣的運行效率。溫度統計數據用于飛行性能計算中的飛機基準場地長度的計算,從而確定跑道長度。極端最低溫度可用于計算儀表飛行程序RNPAPCH中的低溫運行限制,確保機場在低溫條件下的運行安全。能見度統計可確定機場的運行效率,作為機場場址比選的一項因素為選址決策提供參考。特殊天氣對于航班運行安全的威脅是致命的,這類特殊天氣有風切變、雷暴、凍雨、大雪、低云等。特殊天氣的統計數據是機場場址比選的一項重要因素。在一些新建機場,擬選場址附近沒有可以準確統計場址氣象條件的氣象觀測站。建議在機場擬選場址附近設立臨時氣象觀測站以獲得場址準確的氣象數據。
2.凈空條件
航空器起飛和著陸,是整個飛行過程中操縱最為復雜、飛行員工作負荷最大的階段,不良的凈空環境會增加飛行員的操縱難度,加大安全風險,一個干凈、安全的凈空環境是保障飛行安全的“生命線”因此在選址階段應優選凈空條件較好的場址。機場凈空區是為保證航空器在機場運行安全、維護飛行秩序、保障航班正常,根據民航相關規章和標準劃定的空間范圍,也可理解為機場周圍劃定的限制地貌、地物高度的空間。機場凈空保護區包括機場障礙物限制面和航行服務保護區。選址階段評估場址的凈空條件時,應對凈空保護區內的人工或自然障礙物進行評估,從而確定場址的凈空條件。機場限制面,即ICAO(國際民航組織)附件14面,它用于規定在機場周圍保持無障礙物的空域,使準備使用該機場的飛機能夠安全運行,防止由于機場周圍障礙物增多而使機場變得無法使用。突破附件14面的物體,可能在某些情況下提高儀表進近程序的運行最低標準,給機場增加不必要的運行代價。航行服務研究包括儀表飛行程序設計和飛行性能分析。基于儀表飛行程序的凈空評估的主要工作為,評估場址周邊的人工或自然障礙物是否突破規范或使機場運行最低標準提高?;陲w行性能分析的凈空評估可確定在場址當前凈空條件下,擬選場址所飛機型是否需要減載以實現安全越障。如果某些障礙物對于飛機性能有影響導致飛機減載,航空公司的經濟效益會降低。選址階段凈空評估工作為機場后續建設以及機場建成投產后的機場改擴建打下堅實基礎。在選址階段,基于航行服務研究的凈空評估為場址比選凈空條件的主要依據。在場址確定后,機場建設方應按照劃定的凈空保護范圍做好機場的凈空保護工作,如果機場凈空環境遭到破壞,將導致機場無法正常運行,增加航班延誤、復飛率,甚至影響機場運行最低標準,增加機場運行代價。
3.空域條件
空域是一種寶貴的國家資源,應當得到合理、充分和有效的利用。我國空域管理的主體為空軍。我國空域基本劃分為航路航線、危險區、限制區、禁區等。我國空域管理的基本結構為:由中國人民解放軍統一實施我國境內的飛行管制,各個管制部門按照各自的職責分工向承運人提供空中交通服務(監視服務、通信服務、導航服務)。我國民用航空可使用的資源非常有限,并且存在著分布嚴重不均的問題,因此科學有效地利用空域資源變得尤為重要。如何在有限的空域內擇優選取場址需要綜合考慮場址周邊的空域條件,主要考慮因素有以下幾點:(1)擬選場址周邊150km內相鄰機場分布(民用機場、軍民合用機場、軍用機場);(2)相鄰機場的使用空域和航路航線規劃;擬選場址是否與相鄰機場有運行沖突,如有沖突應提供解決這些沖突的建議和方法并與有關單位進行協商;(3)擬選場址周邊限制區、危險區、禁區分布以及這些特殊空域的使用條件和限制。根據中國民航航行資料匯編,我國空域劃設了空中限制區、危險區和禁區,在空域分析時也有一并考慮。場址不能位于空中禁區、危險區內。在飛行限制區內的場址,要充分考慮機場飛行活動與飛行限制區的協調??沼驐l件是決定擬選場址進離場航線以及進近程序規劃的重要依據。擬選場址航路航線的規劃需結合機場建設方所飛目的地的需求、周邊航路航線結構和機場擬使用機型,規劃航線應與場址周圍的航路航線合理地銜接,并且需要召開軍民航協調會后取得機場所屬空軍機構的批復才可使用。
4.環保因素
綠色機場的概念最早是由美國機場“清潔合作組織(CAP)”在“綠色機場行動GAI”中提出,旨在幫助機場實現快速發展的同時,為環境質量、能源節約和減少當地社區的沖突采取有限措施。為推進我國機場的綠色建設,指導綠色機場規劃,中國民用航空局于2018年1月發布《綠色機場規劃導則》。綠色機場建設應在選址及規劃階段充分考慮環境安全和環境影響,主要考慮以下因素:噪聲控制:在選址階段應繪制機場規劃近遠期飛機噪聲等值線圖,明確超標區域范圍,提出飛機噪聲與機場周圍區域土地利用規劃相容性的建議。結合機場周邊聲環境敏感區分布及飛機噪聲超標區域,優化機場跑道使用策略和儀表飛行程序,在不影響飛行安全的前提下,必要時應編制降噪飛行程序。超大型、大型機場或聲環境區多的機場應規劃飛機噪聲自動檢測系統,實現飛機噪聲的跟蹤監控。宜根據飛機噪聲檢測數據的統計分析,優化機場規劃方案。生態環境:機場生態環境保護應從源頭控制大氣、固體廢物污染、減少水土流失,降低環境風險,提升環境質量。應根據生態、景觀協調統一和節約資源的原則,結合場內各功能區特點及當地的自然條件進行機場綠化規劃,美化環境,抑塵降噪,減少熱島效應。應根據污染物排放最小化、廢棄物資源化原則,制定機場環境保護規劃。滿足機場所處地區環境功能區劃要求。光污染控制:應根據機場的性質和特征,從宏觀上按點、線、面相結合的原則,在規劃時考慮機場照明對飛機起降的影響,合理設置景觀、照明設施的位置。在機場規劃建設中要特別注意,避免大面積使用鏡面玻璃。為了減少玻璃幕墻的影響,應采用較大的表面傾角以避免影響飛行員實現。要減少相關區域建筑物表面白天的反光和晚上的透光,以免產生光污染。機場鳥擊問題也是一個需要關注的問題。鳥擊是公認的世界航空難題之一,全球各地因鳥擊造成航班緊急備降、飛機受損的事件時有發生。因此要從源頭杜絕鳥擊問題。在機場選址過程中,要準確了解、把握場址周邊是否有大型鳥類、群鳥等高危鳥類活動。在選擇機場場址時,應盡可能避開鳥類活動區域(野生動植物保護區、湖泊、海濱、沼澤地)以及重視未來機場使用過程中可能會遇到的鳥害問題。節水與水資源利用:我國總體上水資源嚴重缺乏,節約水資源是機場建設管理者的社會責任和應盡的義務。在選址階段,應充分考慮區域水資源條件,充分利用雨水、中水等非傳統水源;統籌規劃供水系統、排水系統、雨水收集、污廢水的循環、綜合利用最大限度減少市政水的使用量;根據用途不同合理,堅持高質高用、低質低用;全面推廣采用節水器具和設備,實現水資源綜合利用。
5.電磁環境
對于機場而言,無線電通信導航設施是保證機場運行安全的直接保障系統,對機場無線電頻率的保護,是機場電磁環境保護最重要的一環。新機場的電磁環境保護,應開始于機場建設之前,在選址階段就必須考慮電磁環境因素。因此在選址階段開始的前期工作中,應充分考慮場址的環境和導航設施的合理兼容問題。在選址階段應對場址周圍可能對無線電導航通信造成干擾的隱患進行分析,如復雜地形、大功率廣播發射臺、無線通信、工、科、醫設備等,詳細記錄分析數據,掌握預選場址周邊的發射源和發射輻射體,以免機場建成運行后飛機機載設備和地面導航設施所發射的電磁波受到干擾,造成不必要的損失。在新建機場選址階段對相關頻段進行電磁環境測試,是保障民航無線電通信導航頻率的安全使用以及各類無線電業務正常工作至關重要的程序。
6.結束語
機場選址是一個涉及地面和空中的多目標決策優化系統問題。由于涉及問題較多,本文僅從氣象條件、凈空條件、空域條件、環保問題四個方面進行了探討和思考,對于機場選址具有一定參考價值。由于選址工作是根據民用航空的相關法律法規和技術標準和規范,對場址進行綜合性的比選得出優選場址的過程,不同的機場在場址論證過程中側重的因素也不同,因此在機場選址工作中應盡可能全面的考慮比選因素,為機場建設后續階段打下堅實基礎。
作者:劉津宇 單位:中國民用航空華北地區空中交通管理局
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