涂夏明 姚 倩

(上海國際機(jī)場(chǎng)股份有限公司，上海 201207)

1 概述

民航機(jī)場(chǎng)一般分為空側(cè)區(qū)域和陸側(cè)區(qū)域，空側(cè)區(qū)域主要包含跑道、滑行道、聯(lián)絡(luò)道、機(jī)坪及停機(jī)位等航空器活動(dòng)區(qū)域，陸側(cè)區(qū)域主要包括航站區(qū)、工作區(qū)、交通中心等區(qū)域。機(jī)場(chǎng)建設(shè)過程中高強(qiáng)度的開發(fā)，對(duì)原有的自然水文特征和水生態(tài)環(huán)境改變較大，極端暴雨天氣下，可能導(dǎo)致排水不暢，出現(xiàn)機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)內(nèi)積水、局部“被淹”等內(nèi)澇情況，給機(jī)場(chǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來隱患[1]。為避免上述問題發(fā)生，機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)內(nèi)通常采取強(qiáng)排的方式快速將雨水排入周邊水域，解決機(jī)場(chǎng)內(nèi)澇問題。

從長(zhǎng)期來看，飛行區(qū)雨水周邊水域會(huì)造成大量相對(duì)優(yōu)質(zhì)的水資源直排浪費(fèi)，同時(shí)雨水挾帶的污染物進(jìn)入周邊水域會(huì)對(duì)水質(zhì)環(huán)境造成危害。因此，對(duì)飛行區(qū)收集的雨水進(jìn)行適當(dāng)處理后再利用是有必要的，既能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)場(chǎng)水資源的綜合利用，又可改善機(jī)場(chǎng)周邊水域環(huán)境，滿足綠色機(jī)場(chǎng)規(guī)劃導(dǎo)則關(guān)于統(tǒng)籌利用各種水資源，減少雨水排放量的要求[2]。本文主要通過介紹機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)雨水的排放方式及其綜合利用的途徑，為綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)過程中水資源的綜合利用提供參考。

2 雨水排放

飛行區(qū)域內(nèi)的雨水排放涉及航空器活動(dòng)的安全運(yùn)行，機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)建造過程中均會(huì)重點(diǎn)考慮。目前，機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)域的雨水排放主要采用一級(jí)或多級(jí)形式的排水系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)雨水的快速排放，確保飛行區(qū)域運(yùn)行安全。同時(shí)，針對(duì)飛行區(qū)不同區(qū)域的功能差異和突發(fā)環(huán)境事件的要求，需對(duì)飛行區(qū)的雨水進(jìn)行分區(qū)、分類收集，考慮局部污染物組分復(fù)雜的初期雨水和事故廢水的合理收集與處置，減少雨水外排所攜帶的污染物和后續(xù)雨水資源再利用的處理成本。

2.1 排放形式

為解決空側(cè)區(qū)域內(nèi)澇問題，機(jī)場(chǎng)通常采取一級(jí)或多級(jí)排水形式組成的排水系統(tǒng)，通過不同排水設(shè)施的錯(cuò)峰調(diào)蓄，實(shí)現(xiàn)雨水有序排放，具體的排水形式主要由溝渠、管涵、調(diào)蓄水池、景觀湖(人工湖)、泵站等設(shè)施組成。因飛行區(qū)域占地面積大，雨水排放一般采用分區(qū)收集、分區(qū)排放的方式，各區(qū)域內(nèi)的雨水通過排水溝渠或管涵的形式匯入調(diào)蓄水池或生態(tài)水塘進(jìn)行雨水調(diào)蓄，最終通過泵站強(qiáng)排的方式進(jìn)入周邊水域；如局部匯聚雨量不大，通過排水溝渠也可直排；對(duì)于降雨量豐富、雨水排放量大的機(jī)場(chǎng)，可能采用兩級(jí)或多級(jí)的排水形式，實(shí)現(xiàn)雨水錯(cuò)峰排放和徑流總量控制的目的，避免洪澇災(zāi)害的發(fā)生。華東某國際機(jī)場(chǎng)采用兩級(jí)排水體系實(shí)施雨水錯(cuò)峰排放，通過在飛行區(qū)跑道兩端設(shè)置調(diào)蓄水池，收集不同區(qū)域內(nèi)匯集的雨水，在調(diào)蓄水池內(nèi)部實(shí)現(xiàn)雨水的錯(cuò)峰緩沖，通過泵站排入河道，最后通過河道的緩沖和泵閘外排，很好的解決了飛行區(qū)雨水排放問題，國內(nèi)青島新機(jī)場(chǎng)、成都新機(jī)場(chǎng)及北京大興機(jī)場(chǎng)均采用此類似的雨水排放設(shè)施，既可避免內(nèi)澇，又可為后續(xù)的雨水綜合利用創(chuàng)造條件。

2.2 注意事項(xiàng)

考慮到飛行區(qū)雨水的排放和回收再利用，需盡量減少雨水徑流時(shí)攜帶的污染物。針對(duì)除冰坪、飛機(jī)清洗等區(qū)域，應(yīng)考慮雨水和污水獨(dú)立排放系統(tǒng)。專用除冰坪和飛機(jī)清洗區(qū)域的初期雨水因含大量污染物需進(jìn)入污水管網(wǎng)，經(jīng)棄流的后期雨水進(jìn)入雨水排放管網(wǎng)。Jaiyeola研究表明[3]，通過對(duì)收集機(jī)場(chǎng)徑流中含除冰液的溶液進(jìn)行分析測(cè)試可知，其溶液中BOD5的濃度達(dá)到24 500 mg/L，除冰液使用時(shí)須有除冰液回收裝置，避免大量除冰液進(jìn)入雨水管網(wǎng)，對(duì)水環(huán)境系統(tǒng)造成危害。專用除冰坪和清洗區(qū)域初期雨水的棄流可以考慮通過雨污水管線閥門自動(dòng)切換的形式實(shí)現(xiàn)，通過關(guān)閉雨水閥門開啟污水閥門將初期雨水切換至雨水管網(wǎng)，棄流后的雨水通過開啟雨水閥門關(guān)閉污水閥門的形式進(jìn)入雨水管網(wǎng)。針對(duì)客貨機(jī)坪區(qū)域，此區(qū)域涉及飛機(jī)加油、登機(jī)橋及特種設(shè)備和車輛的使用及維修，機(jī)坪地面可能存在大量油漬的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，為保障飛機(jī)正常安全運(yùn)行，機(jī)位除冰作業(yè)仍有發(fā)生，因此客貨機(jī)坪區(qū)域的初期雨水可以考慮在雨水管網(wǎng)中間設(shè)置截流緩沖池暫存初期雨水，棄流后的雨水進(jìn)入雨水溝渠排放，暫存的初期雨水經(jīng)隔油預(yù)處理后進(jìn)入污水管網(wǎng)處理或經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放或回用。

飛行區(qū)域內(nèi)占地面積較大，不同區(qū)域的雨水進(jìn)行分類、分區(qū)收集排放，通過雨、污水的切換，實(shí)現(xiàn)局部污染較嚴(yán)重區(qū)域的初期雨水進(jìn)入污水管網(wǎng)的目的，降低雨水外排時(shí)攜帶的污染物含量，減少后續(xù)雨水綜合利用的生產(chǎn)成本。

2.3 應(yīng)急事故池

機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)作為保障客、貨運(yùn)等航空器進(jìn)出港的重要活動(dòng)區(qū)域，各類操作均有特別要求，特別是消防安全要求。一般民航機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)內(nèi)消防設(shè)置需滿足民航運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)消防安全的特別要求。在滿足消防安全要求的同時(shí)需考慮飛行區(qū)出現(xiàn)突發(fā)事故后對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，特別是事故廢水的排放，此部分廢水一旦進(jìn)入雨水系統(tǒng)將會(huì)對(duì)周邊水域環(huán)境產(chǎn)生巨大危害。因此，機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)應(yīng)結(jié)合雨、污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，考慮在飛行區(qū)合理位置設(shè)置事故應(yīng)急水池，如出現(xiàn)事故災(zāi)害，產(chǎn)生的事故廢水可以進(jìn)入應(yīng)急水池臨時(shí)存儲(chǔ)，等待后續(xù)合規(guī)處置，減輕事故對(duì)環(huán)境的損害，提升事故應(yīng)急管理水平。

事故水池規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)也可考慮具有接收初期雨水的功能，特別是機(jī)坪區(qū)域的初期雨水，事故水池收集的初期雨水可以排入市政污水管網(wǎng)或自建的污水處理廠達(dá)標(biāo)處理后排放或回用。

3 雨水回收再利用

3.1 雨水組分

天然雨水具有硬度低、有機(jī)污染物少等優(yōu)點(diǎn)。雨水降落后進(jìn)入屋面和地面形成屋面和地面雨水，受地表沖刷和徑流等影響，雨水中會(huì)含有懸浮物和少量其他污染物質(zhì)，但相對(duì)生活和工業(yè)污水等其他水資源利用來說仍較為優(yōu)質(zhì)。彭晶等[4]分析天津?yàn)I海機(jī)場(chǎng)航站樓收集的雨水可知，屋面雨水水質(zhì)較好，可直接用于雜用水使用。胡先瓊等[5]通過對(duì)深圳機(jī)場(chǎng)收集的5場(chǎng)雨水取樣分析可知，初期雨水相比后期雨水來說較差，但總體雨水水質(zhì)較好，其中雨水不同時(shí)間段的COD平均濃度為52 mg/L，BOD5平均濃度為4.4 mg/L，氨氮平均濃度為0.42 mg/L，總磷濃度均值為0.25 mg/L，石油類小于0.5 mg/L。

3.2 處理工藝

通過上述雨水檢測(cè)指標(biāo)濃度可知，雨水水質(zhì)總體較好，參照GB/T 18920—2002城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 18921—2019城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的回用水指標(biāo)要求，采用常規(guī)物化工藝處理即可滿足回用標(biāo)準(zhǔn)要求。地表收集的雨水經(jīng)排水管線匯入調(diào)蓄水池，水池水體接收面積增大，流速降低，雨水?dāng)y帶的大量懸浮顆粒物在此沉淀下來，經(jīng)初步凈化后的雨水進(jìn)入集水池進(jìn)行調(diào)蓄均質(zhì)，通過后續(xù)加藥絮凝沉淀和深度過濾后，最終進(jìn)行消毒后出水，用于機(jī)場(chǎng)雜用水或景觀水等非與人身接觸的日常用水，也可用于空調(diào)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)水，雨水回用可大大節(jié)省市政用水量，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。具體處理工藝流程如圖1所示。某機(jī)場(chǎng)雨水經(jīng)上述工藝處理后的出水水質(zhì)用于城市雜用水，其水質(zhì)濁度為1.16 NTU，BOD5質(zhì)量濃度為0.80 mg/L，氨氮質(zhì)量濃度小于0.1 mg/L，溶解性總固體質(zhì)量濃度為550 mg/L，其他出水指標(biāo)均滿足雜用水水質(zhì)回用標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.3 雨水再利用

Isabella等[6]研究表明大型機(jī)場(chǎng)的年用水量相當(dāng)于一個(gè)小鎮(zhèn)的年用水量，隨著旅客吞吐量的不斷增加，機(jī)場(chǎng)的耗水量將會(huì)給市政供水帶來巨大壓力。目前，機(jī)場(chǎng)供水主要集中用于航站樓、辦公樓、空調(diào)冷卻系統(tǒng)、生活用水、綠化灌溉、消防及其他用途，其中雜用水、景觀用水等不與人直接接觸的用水量大，且用水水質(zhì)要求不高，滿足回用標(biāo)準(zhǔn)即可，這為雨水資源的再利用提供條件[7]。

3.3.1沖廁用水

航站樓作為旅客進(jìn)出港的人員密集型場(chǎng)所，廁所沖洗水用量較大，作為非接觸式用水，完全可以采用處理后滿足雜用水標(biāo)準(zhǔn)的雨水代替市政水用于衛(wèi)生間的沖廁使用，考慮雨水季節(jié)性，市政用水作為備用水源。為避免雨水和市政用水的混淆，可以借鑒浦東機(jī)場(chǎng)添加藍(lán)色食用色素的辦法，在用于沖廁的回用雨水中添加食用色素，避免使用時(shí)的混亂和旅客產(chǎn)生不適感。當(dāng)然具備條件的辦公區(qū)域同樣可以采用處理后的雨水沖廁。

3.3.2綠化和道路澆灑用水

機(jī)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)占地面積大，為保證區(qū)域內(nèi)綠化和市容衛(wèi)生環(huán)境，需使用大量水用于綠化澆灌和道路澆灑，滿足雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水完全可以作為綠化和道路澆灑使用，達(dá)到水資源節(jié)約和循環(huán)利用的目的。

3.3.3冷卻系統(tǒng)用水

機(jī)場(chǎng)能源保障的空調(diào)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)因水分蒸發(fā)、飄溢、定期排污等因素造成的水量損失較大，需大量補(bǔ)充市政用水，特別是夏季高溫期間。根據(jù)GB 50555—2010民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于雨水作為非傳統(tǒng)水源再利用的要求可知，滿足相應(yīng)循環(huán)水水質(zhì)要求的雨水，可作為建筑空調(diào)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的補(bǔ)充用水，飛行區(qū)內(nèi)收集處理后的雨水一旦用于冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)水可大大節(jié)省市政用水量。

3.3.4其他用途

機(jī)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)其他的非與人身接觸的用水均可考慮采用回用雨水替代，比如：一般民航中大型機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)內(nèi)均需設(shè)置環(huán)形的消防供水管網(wǎng)，當(dāng)火災(zāi)事故發(fā)生后，啟動(dòng)消防穩(wěn)壓泵，滿足消防救援需求，經(jīng)處理后滿足需求標(biāo)準(zhǔn)的雨水可以供給消防救援的補(bǔ)水和應(yīng)急使用，提升消防保障能力。飛機(jī)降落時(shí)會(huì)在跑道上面殘留膠泥，跑道停航后需定期進(jìn)行清理，常用跑道除膠的方式主要為車載式高壓水沖洗，此用途對(duì)水質(zhì)要求不高，且作業(yè)頻繁，完全可以考慮使用經(jīng)處理后的雨水作為高壓水的來源；機(jī)場(chǎng)內(nèi)特種車輛及辦公車輛較多，如有設(shè)置洗車區(qū)域，汽車沖洗用水同樣可以使用回收的雨水，還包括景觀水池用水等。

當(dāng)然，機(jī)場(chǎng)雨水資源的再利用需結(jié)合當(dāng)?shù)亟涤炅?、飛行區(qū)安全運(yùn)行等因素共同考慮，特別是旱季雨水較少時(shí)調(diào)蓄水池雨水資源不足的情況；法蘭克福機(jī)場(chǎng)通過采用收集的雨水和河道湖水作為雙向水源來解決旱季雨水較少時(shí)的水資源綜合利用問題[8]。

4 結(jié)論與建議

飛行區(qū)雨水資源的再利用是實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)水資源綜合利用的重要方式，通過設(shè)置調(diào)蓄水池、景觀湖等方式實(shí)現(xiàn)雨水錯(cuò)峰調(diào)節(jié)，既達(dá)到了解決飛行區(qū)內(nèi)澇問題的目的，又可實(shí)現(xiàn)水資源的合理收集和綜合利用，大大降低市政用水量，還保護(hù)了機(jī)場(chǎng)周邊水域的環(huán)境質(zhì)量，具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也符合綠色機(jī)場(chǎng)和四型機(jī)場(chǎng)對(duì)水資源的規(guī)劃要求。因此，飛行區(qū)雨水資源的再利用具有較大的利用潛力。

飛行區(qū)雨水資源再利用還處在初步階段，作為民航機(jī)場(chǎng)的敏感區(qū)域，需結(jié)合機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行、雨水供給端及使用端進(jìn)行綜合考慮，在進(jìn)行雨水資源再利用工程時(shí)可先行局部試點(diǎn)項(xiàng)目，特別是南方年均降雨量較大且有條件的機(jī)場(chǎng)可考慮先行先試，針對(duì)新建機(jī)場(chǎng)可以考慮參照海綿城市建設(shè)的理念，利用低影響開發(fā)原則進(jìn)行雨水排放和綜合利用的規(guī)劃，為民航機(jī)場(chǎng)的綠色可持續(xù)發(fā)展提供保障。