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海绵机场建设的实践——以北京新机场为例

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fox3021 发表于 2015-8-4 19:12:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 20:44 编辑 <br /><br />
版权声明:本文刊登于《中国勘察设计》杂志2015年07期,版权为《中国勘察设计》杂志社所有。欢迎转载,转载请注明作者及出处。

北京新机场建设概况

2012年12月22日,北京新机场项目获国务院、中央军委联合批复,选址确定为大兴区榆垡镇、礼贤镇与廊坊市广阳区交界处,远期规划面积约75.6平方千米,将建设7条跑道,满足年旅客吞吐量1亿人次需求,一期规划面积26.87平方千米,将建设4条跑道,满足年旅客吞吐量7200万人次需求。2014年12月26日,北京新机场工程正式开工,一期将于2019年7月1日开始试运转。

项目属地位置特点及对外雨水排除条件

北京新机场场址所在区域属海河流域永定河水系,新机场南临永定河、北临改道后的新天堂河,新机场的建设将占压永定河泛区一分区,由于机场地势较低,无法通过垫高地势的方法保证机场防洪安全,根据《北京新机场洪水影响评价报告》,采用封堵泄洪口、取消一分区及在场区用地周围筑坝的方式,保证新机场不受外部洪水影响。

根据该项目的省市协议及环评报告,一期全场在东南侧改道新天堂河与现状新天堂河衔接处设一处排水泵站S0,排水流量为30立方米/秒。

为保证机场排水安全,一期在机场北侧设一处错峰排水泵站N0,当外部天堂河排水流量未达到设计标准120立方米/秒时,可启泵排水,泵站设计规模为15立方米/秒。

属地降雨及水文地质特点

根据1956年~2007年资料统计,该区域多年平均降水量为546.0毫米。降雨量年际变化大,最大年降雨量为1057.5毫米(1959年),最小年降雨量为261.8毫米(1965年)。降雨的年内分配也很不均匀,多集中在汛期6月~9月,约占全年的85%,最大月降雨量185.2毫米(7月)。

依据该区域的地质勘查报告及现状土壤挖掘分析,区域土壤以沙壤土为主,现状地坪下1.5米以后基本为细砂类土质,土壤入渗率大,入渗条件良好。

此外,依据《北京市水资源公报》(2013)显示,该区域地下水埋深在近20米,存在地下漏斗。

北京新机场“海绵体”的打造

新机场建设铺装及地被特点

一期机场建设中飞行区、机务维修区和货运区等区域用地面积大,新机场一期不透水铺装约占总用地面积的69%,按传统雨水收集体系实施,将出现不透水铺装占比高,对原有自然地被改变较大的特点。

新机场降雨水质特点

新机场内不同部位的降雨径流水质会有区别,飞行区雨水水质较差,污染物质含量很高,同时,站坪维修区的油污污染严重。航站楼屋面雨水初期径流污染物浓度较高,随着降雨历时的延长,雨水污染物浓度降低。货运区的室外堆场,可能存在面源污染或点源污染,对雨水水质带来较大的冲击负荷,初期污染物浓度高。机务维修站坪区径流可能含有油污、修理使用的化学制剂等,水质成份复杂,较难处理。工作区雨水水质除初期降雨可能稍有污染外,相对较为洁净。

海绵机场构建思路

城镇化进程中大规模的开发建设使自然水文循环状态遭到破坏,引发了一系列的城市雨水问题。自2010年北京新机场建设指挥部成立就提出了“引领全国机场建设,打造全球空港标杆”的理念,其中,特别强调了“全项目周期的绿色机场的建设”。在经历了雨水专题研究阶段、全场雨水排水初步设计阶段后,基本构建形成了“源头滞蓄减排+过程绿色控制管理+末端生态调蓄入渗”的全体系化削减峰值流量、降低外排径流总量、有效控制径流点源及面源污染的多目标同步实现的绿色雨水管理系统,从而最终实现消峰、蓄利、去害的目的。

1)全场雨水排水系统的确定

由于新机场占地面积较大、地势较平坦、不透水铺装区占地面积大、雨水径流总量较大,而允许外排流量较小,且排水和新天堂河排水相互独立,因此,新机场雨水排水采用二级排水系统。以一期建设区域分析,占地面积约26.87平方千米,划分为N1~N6、S1七个汇水分区,其中,N1区一部分、N2区、N3区、S1区为飞行区,N1区另一部分为机务维修区,N4区、N6区为工作区,N5区为货运区,如图1所示。

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图1  雨水汇水分区及设施平面图

图2为传统的以排放为主,保障区域安全的传统雨水系统,海绵机场构建思路将在此基础上展开。

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图2  传统二级雨水排水系统图示

2)绿色雨水管理系统构建

该区域雨水以“原位蓄滞及入渗—生态收集—输送—储纳—调蓄—入渗+利用—超量外排”为主线,不同区域的雨水采用不同形式的系统方案,最终实现北京新机场一期建设区域内雨水的削峰、蓄利、去害目的。

削峰——通过区域内各地块建筑屋面、场地本身及输送沿途和末端设置的滞留设施、入渗设施、蓄存设施,实现降低区域雨水径流外排总量,有效削减峰值流量、延长径流历时,在必须外排雨水时错峰排水。

蓄利——利用属地高入渗率土壤特性及区域的地下漏斗水文条件,通过设置的分区一级净化、蓄存、入渗多功能复合雨水调蓄池及汇水、净化、调蓄、入渗、利用、输水、外排等功能集于一身的二级调节明渠,将经过了生态化净化的优质雨水资源最大程度地蓄存在机场区域内部后入渗回补地下水或作为景观用水。

去害——在水量方面,超过机场区域入渗及蓄存承受能力后的雨水被强制排除,以保障本区域内涝安全。在水质方面,初期污染较大的屋面径流将被弃流进入污水处理系统,污染较严重的站坪维修区场地径流将通过雨水收集系统起端的无动力隔油沉砂井净化,保障进入后续雨水系统的水质洁净。

对传统二级雨水排水系统进行全面优化,形成多层次、多目标绿色雨水系统框架图,如图3所示。

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图3  多层次、多目标绿色雨水系统框架图

在上述绿色雨水系统构建中,针对不同区域及部位的特点,分别采取不同的生态化雨水利用措施,如表1所示,具体如下:

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表1  具体部位的技术措施及其作用

关键环节的处理技术措施

1)雨水一级调蓄池——集净化、入渗、调蓄于一体

将雨水系统中常规一级调节池的功能复合化提升,在其前端设置入流生态净化区,实现水质净化,而后通过砾石填充的底部和边坡生态巢室约束系统实现净化雨水和最大程度地就地入渗,超过入渗能力的雨水将被蓄存在池体内,并按照机场整体雨水管理的要求,实现向二级调节净化入渗系统“生态水脉”内调水。

2)雨水二级调节明渠——集汇水、蓄水、净化、输水、入渗、调蓄、景观等多功能于一体

带状分布的二级雨水调节池实现了最短途径与各汇水分区的一级雨水调节池和泵站的衔接;水系在构成上即考虑有蓄水和输水能力,可在大强度降雨时缓冲和调剂,可延时外排,在可控条件下与周边其他区域错峰排水,增加排水安全;水系局部的防渗措施,实现了在非雨季节对场地用水和景观水体保水的作用;景观蓄水区段内的水生态净化系统的建设,除保障了蓄存水体稳定在地表Ⅳ类水体,还可保障为区域外永定河绿色生态走廊建设提供优良的补水水源。大面积生态巢室约束系统强化入渗区的设置,实现了雨水净化和蓄存水体就地强化入渗。

本区域雨水系统在尊重自然水文循环现状的前提下,构建了充分利用地域土质特点和水文特点的绿色雨水体系,降低了区域外排径流总量、延长径流历时实现错峰排水,最大程度地将雨水作为资源回补地下,补充和缓解该流域的地下漏斗状况,保障了区域雨洪安全。一场设计50年一遇24小时降雨,外排雨水流量径流系数不大于0.2,年均雨水径流总量控制率达到90%以上。

通过设置多类型雨水水质净化措施,从源头、过程、末端等多部位、多层次对雨水进行水质净化,实现了进入景观水体的水质优良,景观水体内水生态净化系统的构建保障了景观水体平时运行稳定在不低于地表Ⅳ类水的水质标准。

这些低影响开发建设的理念、思路及做法,在海绵机场建设方面起到了引领与示范,这对于新机场空港新城开发建设以及类似机场的建设具有重要的指导意义。(本文作者葛惟江为中国民航机场建设集团公司设计二院副院长;宋肖肖为北京中大宜合机电设计事务所有限公司给排水主任;路海峰为中国民航机场建设集团公司给排水负责人)


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龙兴关外 发表于 2015-8-8 16:30:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 20:44 编辑 <br /><br />概念炒作!!!

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龙兴关外 发表于 2015-8-8 16:30:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 20:44 编辑 <br /><br />未必合适。

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flyingegg 发表于 2019-8-8 11:01:03 | 显示全部楼层
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