民用运输机场选址关键问题研究
摘要:机场选址是机场建设项目的开始,对后续的机场建设和运营会产生极大的影响,往往还关系到机场与城市未来的发展能否可持续、长期共荣、相互促进,因此做好机场选址工作至关重要。本文结合《民用运输机场选址规范》的编制工作,分析了目前选址方面存在的问题,并对民用运输机场选址基本程序,选址过程中应注意的关键问题等进行了研究,对于规范民用运输机场选址工作,保证选址成果的科学性和可靠性,具有一定的借鉴作用。
一、研究背景
目前,民用运输机场选址的主要依据有《民用航空运输机场选址规定》、《民用机场选址报告编制内容及深度要求》、《民用运输机场场址审查暂行办法》等,这些规定和要求在民用运输机场选址工作中发挥了指导性、规范化的作用,保障了民用运输机场选址工作的有序进行。但在具体的民用运输机场选址实践中,由于上述规定对机场选址的要求偏于原则、偏于宏观层面的控制,缺乏具体规范性量化指标,造成选址报告在编制过程中更侧重于编制内容的完整性,而缺乏对场址本身条件、作用、功能等特点的分析。
通过对近年来机场选址实际情况的分析来看,机场选址工作总体是科学合理、但也有存在一些问题。例如,兰州中川机场距离城市中心距离过远(约67公里),造成旅客出行不便,不能较好的服务于城市发展;果洛机场选址前期航行服务研究不深入,导致地面建设条件较好的场址被否定,后期飞行程序优化后调整场址节省投资达40亿;黎平机场因选址阶段地形图有误,障碍物数据不全,导致建成后只能单向运行,机场开辟航线困难;林芝机场因净空环境复杂,导航台信号遮蔽严重,无法实施传统导航程序;昆明新机场场址因侧净空限制、承德机场和丽水机场场址因工程量巨大,重新调整优化了场址;首都机场因尚未稳定的断裂带穿越中跑道及周边的滑行道和机坪,反复进行维修;三明沙县机场因适航标准的提高,不得不将再建的机场择址另建;榆林机场由于和与城市发展之间的矛盾,两次迁建;乌鲁木齐机场、呼和浩特机场因纠结于与城市的关系,在迁建和扩建中反复徘徊多次;攀枝花机场由于建在地质环境条件较差的缓倾顺向坡地带导致地质灾害频发,多次停航;神农架机场因过于靠近景区,对环境的影响引起巨大反响;大连、三亚迁建场址因涉及填海,环境影响因素压力大;腾冲机场因夏季黄金旅游季节气象条件复杂,造成航班正常率很低;乌鲁木齐机场冬春季节经常出现数日连续不适航气象条件;成都双流机场、西安咸阳等机场因空域限制原因,导致新建跑道效率无法充分发挥;西藏那曲机场推荐场址,因海拔超现有机型的适航能力而被否定;吉林延吉场址因气象条件不利原因而调整场址;保山、思茅、西双版纳等机场只能单向运行。
从上述机场场址的实际情况来看,由于气象、与城市距离、净空、航行服务研究、与景区关系等方面没有处理好,给后续机场建设和后期运行造成了许多问题。因此,对民用运输机场选址方面的关键问题进行研究就显得尤为迫切。本文从选址基本程序、选址过程中应注意的关键问题等方面进行了研究。
二、选址的基本程序
(一)明确机场性质和规模
明确机场的性质和规模,是机场选址之前应开展的首要工作。只有这样,才能弄清楚拟选机场的用地规模,也就是需要多大一块场地才能满足机场近期建设和远期发展需要,并为将来预留一定的发展空间,以应对未来当地经济社会发展的不确定性。
机场的选址应符合《全国民用机场布局规划》。该规划中对于各个机场的性质和定位都有规定,新建及迁建机场可以结合该规划确定。如果是一市两场或多场等情况,则需要结合现有机场的性质进行专题研究后确定。
明确机场性质以后,就可以确定机场的服务范围,进行初步航空业务量预测,从而得到机场主要建设规模和用地规模。选址阶段航空业务量主要是根据机场的性质和定位,分析机场的服务范围,以服务范围的社会经济、旅游等各种统计数据为依据,通过定性分析和定量计算,初步确定机场设计目标年客货吞吐量。
(二)选址基本阶段
在明确机场性质和规模以后,就可以正式开始选址工作。选址过程一般可分为初选、预选、比选三个阶段:
初选阶段应首先确定选址方向和范围,然后结合地方气象条件、城市发展规划、土地性质分布、地形地貌条件等,通过图上作业、现场踏勘,提出可建设机场的初选场址。该阶段的重点是选址方向和范围的确定,避免遗漏任何一个潜在的合理场址。
预选阶段应对初选场址进行筛选,选择场址条件(地面建设条件和空中运行条件)相对较好、具有代表性场址的作为预选场址,并对预选场址的地面建设和空中运行条件进行分析,提出初步建设方案,估算工程量。该阶段的重点是场址各个因素的分析,防止场址在某一方面存在明显缺陷。
比选阶段应对预选场址地面和空中的技术经济条件进行综合分析比较,提出首选场址。该阶段的重点是对关键因素进行比较,保证首选场址综合条件最优。
三、选址过程中应注意的关键问题
(一)选址范围问题
初选阶段,应对选址地区做全面分析,依据当地地形图,结合现行的城市规划、自然保护区规划、自然资源规划(如煤炭等)、边境线、禁区及限制区等,得到可以进行选址的区域和方向,确保对有可能作为场址的地域范围都做了考虑。
图1 某机场初选场址分布图
通过图1可以看出,该城市南有河流,北有铁路,由于受到河流和铁路的制约,城市发展形成东西方向狭长、南北方向狭窄的格局。通过筛除城市规划区、基本农田保护区及村庄、自然保护区、风景区、沙漠及山区等不宜作为机场场址的区域后,就确定了可以进行选址的范围和方向,然后通过图上作业和现场踏勘,最终选定了7个初选场址。
(二)空地结合问题
机场选址不同于其他项目,应坚持空地结合的原则,地面选址工作应与航行服务研究相互结合,统筹兼顾。既要保证机场位置便利、地面建设难度较小、工程投资相对经济,又要保证建成后运行标准合理,飞行安全可靠。否则,就容易给后续机场建设和运行带来一系列问题,如前述果洛、黎平、林芝、三明和那曲等机场。
机场选址过程中,空中条件对场址的选择有着决定性的作用,它包括净空和空域两方面。净空方面应根据附件十四障碍物限制面要求,结合航行服务研究提出的障碍物处理意见,明确需要处理的障碍物,制定净空处理方案。处理方案的确定既要满足飞行安全,又要尽可能的减少障碍物处理工程量。在净空条件复杂的地区,障碍物数据的完整性和准确性尤为重要。空域方面,由于我国的空域由军方统一协调管理,机场的使用空域须取得军方的明确意见,并保证机场的进离场航线及使用空域与周边机场(含军用机场)和其他空域(禁区、限制区等)不存在不可协调的矛盾和冲突。
(三)气象问题
气象条件对于场址的选择具有重要的影响,其中风向风速更是有着决定性的作用。如果选址阶段对气象条件分析存在问题,将给后期机场的运行造成极大的影响,如前面提到的腾冲机场、乌鲁木齐机场及延吉机场。
机场选址过程时,需要关注的气象因素有风向风速、风切变、大雾、雷暴、云高、能见度、温度、降雨等。选址时,场址一般都没有现成的气象观测站,气象资料通常是参考场址附近现有的气象观测站。为了保证气象资料的代表性,用于确定跑道方位的风速风向资料应基于不少于连续5年的数据,且当地气象部门需说明该观测资料能否代表场址的气象条件。如果不能代表,当地气象部门应结合现有气象观测数据及场址地形地貌条件初步提出场址的主导风向。对于首选场址,在场址批复以前,还应在场址设置临时气象观测站,对上述气象要素进行观测,观测时间应不少于连续1个完整年度,以防止场址批复以后由于气象特别是风速风向问题出现反复。
(四)机场与城市关系问题
机场和城市之间存在两者之间能够保持健康协调发展关系的适宜距离。两者之间距离过近,机场运营的噪音和净空限制会对城市的发展造成极大的影响,随着城市的发展,二者的矛盾会越来越加剧,最终导致机场不得不迁移。如西安、榆林、汉中、安康、延安、库车、且末、昆明等机场。两者之间距离过远,则会造成旅客出行不便,出行成本增加,与城市发展相脱节。另外也会影响和制约机场的发展,给机场工作人员的生活与外界交流等活动带来不便,如兰州中川机场。
通过对国内180余个机场与城市之间距离和发展情况的分析,建议中型及以上机场距离城市中心的距离宜为20~30km、小型机场一般宜为10~20km。在满足上述建议距离的基础上,由于城市发展规模的存在一定的不确定性,机场的布局还宜避开城市的主要发展方向。随着我国民用运输机场建设的发展,从解决人们出行和实现航空服务普遍化的角度考虑,机场布局已经到了某些偏远地区的县城或城镇,当其经济和发展潜力较小时,城市发展空间有限时,从方便机场工作人员生活等角度考虑,上述距离可适当减少。对于特大城市一市两场或多场等情况,由于各种限制因素,上述距离可适当加大。对于以货运为主的机场,则主要应考虑地面货物集散的便捷性。
(五)机场与自然保护区关系问题
当机场场址靠近自然保护区时,需要处理好与自然保护区的关系。自然保护区分为核心区、缓冲区和实验区,有时在保护区外围还设置有外围保护地带。根据我国自然保护区有关规定,核心区和缓冲区内不能建设任何生产设施,在实验区内不能建设污染环境、破坏资源或者景观的生产设施;建设其他项目时,其污染物排放不能超过国家和地方规定的污染物排放标准;在外围保护地带建设项目时,不能损害自然保护区内的环境质量。
机场项目一般属于环保达标、可控的基础设施,根据上述规定,选址时就不宜占用国家级自然保护区和世界自然遗产保护区。当不能避免时,可以进入实验区和外围保护地带,但不应进入核心区、缓冲区。
(六)场址与边境线关系问题
当机场场址靠近边境线时,需要处理好场址与边境线的关系。根据《中华人民共和国飞行基本规则》的有关规定,国(边)境线至我方一侧10km之间地带上空禁止划设临时飞行空域。根据上述规定,新建机场时通常是按照机场标称飞行航迹与边境线距离最小10km来控制。如现有抚远机场和在建绥芬河机场标称飞行航迹与边境线的距离均为10.1km。当距离不能满足时,必须征得有关部门的特别批准。如:满洲里机场和黑河机场。
除考虑标称飞行航迹与边境线的关系外,边境机场还应考虑校飞活动的可行性,如存在无法按照陆基导航设备飞行校验规范要求实施飞行校验的情况,应征求飞行校验机构意见,明确是否可通过设计或技术手段予以解决。否则,后期建成以后会出现校飞问题,影响机场的正常开放。
(七)工程地质问题
场址的工程地质不仅影响着工程造价和建设难度,更影响着后期的机场运营,选址阶段应确保场址不存在重大的工程地质问题,不给机场留下先天隐患。如前述攀枝花机场因工程地质问题多次停航。
因此,在工程地质复杂区域选址时,选址阶段应适当增加勘察深度,并开展地质安全性评价工作。选址时应避开发震断层和有泥石流、流沙、严重滑坡等直接危害的地段;宜避开不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的或地基土性质不良的特殊地基土区域;抗震设防烈度不低于9度的地震区;坝或堤决溃后可能淹没的地区和泄洪区;未稳定的地下采空区等。
(八)电磁环境问题
目前,电磁环境方面争议较大的是场址附近高压架空线路的影响。民航有关标准要求“110kV及以上的高压架空输电线距跑道中心线侧边距离不宜小于1km,电杆顶高距飞机下滑道的垂直距离应大于150m”。由于上述标准制定的时间较早,而且是参考国外有关规定确定的,随着飞机制造技术的提高,已逐渐不适用。而在机场建设过程中,往往依据上述标准对高压架空线路进行拆迁,拆迁费用较高,地方政府意见较大。
实际上交流高压输电线路的有源干扰主要是由电晕引起的,有关研究表明其放电的频谱特性在0.15~4MHz范围内。
表1 民航主要通信导航设备的工作频率
台(站)类别 |
工作频率 |
|||
通信 |
高频 |
2.8—22MHz |
||
甚高频 |
118—137 MHz |
|||
卫星地球站 |
C波段 |
3968—3991 MHz |
||
KU波段 |
12688—12742 MHz |
|||
导航 |
无方向性信标 |
190—700 kHz |
||
仪表着陆系统 |
指点信标 |
75 MHz |
||
航向信标 |
108—112 MHz |
|||
下滑信标 |
328.6—335.4 MHz |
|||
全向信标 |
108—118 MHz |
|||
测距仪 |
960—1215 MHz |
|||
监视 |
一次雷达 |
远程 |
1250—1350 MHz |
|
近程 |
2700—2900 MHz |
|||
二次雷达 |
1029—1031 MHz(1030±1 MHz) 1087—1093 MHz(1090±3 MHz) |
|||
广播式自动相关监视系统 |
1089—1091 MHz(1090±1 MHz) |
|||
气象 |
边界层风(温)廓线雷达 |
1270—1295 MHz 1300—1375 MHz |
||
天气雷达 |
S波段 |
2700—2900 MHz |
||
C波段 |
5300—5600 MHz |
|||
X波段 |
9300—9700 MHz |
由上表可知,输电线路电晕放电的频谱特性与无方向性信标及高频通信设施存在重叠。因此,对于未规划设置无方向性信标及高频通信设施的机场,其周围的高压输电线路除满足《航空无线电导航台站电磁环境要求》以外,可按净空障碍物予以限制;对于拟设置无方向性信标及高频通信设施的机场,其周围的高压输电线路处置方案需进行专题研究。通过对全国现有机场所做的一些调查,机场周围高压线在满足净空要求的限制高度内时,未发现对飞机运行造成干扰。
由于目前民航有关标准尚未修订,调研过程中发现各审批主管部门把握的尺度也不一样。因此,建议场址选择过程中遇到高压架空线路拆迁量较大时,通过专家论证会和专题研究的方式予以解决,避免造成不必要的浪费。
(九)防洪问题
机场选址应考虑场址位置与周边水系洪水位的标高关系,并按照《民用机场排水设计规范》要求布置机场防洪系统。对于4C及以上的民用运输机场,应按照不小于100年一遇的防洪标准对机场进行设防,并不应低于所在城市的防洪标准。对于年旅客吞吐量不小于1000万人次的机场,应按照不小于300年一遇的防洪标准对机场进行设防。
机场选址过程中除应考虑周围河洪影响外,当场址位于山前坡面时还应考虑坡面洪水对机场的威胁,应结合地形图确定坡面洪水汇水范围,并相应布置机场防洪系统。当坡面上游有公路、铁路或防洪堤时,机场防洪应结合公路、铁路或防洪堤的防洪等级综合考虑布置机场防洪系统。
(十)其他
选址过程中,还需要考虑一些其他问题,如地下矿藏及文物、公用设施、征地拆迁等。场址范围内一般不应压覆有开采价值的矿藏。当无法避免时,应由矿产主管部门出具未来不予开采的书面承诺,如榆林榆阳机场。场址范围内不应存在地表、地下文物和重点遗址等古迹。场址还应具备建设供电、供水、供热、通信及交通等公用设施的基本条件。虽然根据《民用机场管理条例》,这些公用设施由地方配套建设,但选址阶段应考虑其可行性和经济性。机场用地的性质为建设用地,而选址范围土地现状的实际情况大多以农用地为主,建设用地和未利用地为辅。因此,选址过程中应尽量避免占基本农田和公益林,并关注相关土地性质是否具备调整的条件。拆迁方面应重点关注涉及重大基础设施搬迁的可行性和经济性。
四、结语
机场选址是一项系统性工作,涉及到的因素繁杂,是一个多因素综合平衡、优中选优的过程,机场选址的合理与否对后续的建设和运营将造成极大的影响。本文分析了目前机场选址存在的问题,并对民用运输机场选址基本程序,选址过程中应注意的关键问题等进行了分析研究,以期对规范和提高民用运输机场选址工作起到一定的借鉴作用。
五、参考文献
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