摘要：鸟击防范是飞行区适航保障的主要工作之一。据民航局统计，鸟击和鸟击事故征候数量呈逐年增加趋势，鸟击事故征候仍是第一大事故征候类型。飞行区及周边水域给驱鸟工作带来了极大的困难，丰富的水资源为鸟类觅食及栖息提供了理想场所，增加了鸟击航空器风险。本文以青岛胶东机场蓄水池鸟防问题为研究对象，对传统防鸟及驱鸟手段进行探索，进而提出了使用光伏太阳能板覆盖进行防鸟的防范方法，针对光伏发电系统存在的导航信号影响、反光眩晕、蓄水能力影响等方面的问题进行了论证说明。 

一、背景

（一）机场鸟击统计数量逐年增加

　　根据《关于2019年度运输机场鸟击防范工作情况的通报》2019年全国运输机场共发生责任区鸟击事件836起，同比增加113起，增幅15.6%，责任区鸟击事件万架次率为0.72，增幅10%^[1]。防范鸟击航空器为飞行区适航保障的第一大任务。 

（二）蓄水池带来的风险

　　然而，为解决机场防汛排水问题，北京大兴机场、上海浦东机场、武汉天河机场、天津滨海机场、青岛胶东机场（在建）等机场均设置了蓄水池，单个水池面积小则2万平米，大至10万平米以上，在汛期发挥了蓄洪功能。但与此同时，蓄水池为鸟类活动提供了理想的场所，导致飞行区鸟类数量增多。为充分利用土地，部分机场甚至将蓄水池设置在跑道端头，给航空器起降带来了巨大的风险。在虹桥机场、天津机场、武汉机场调研中发现，以蓄水池为中心的区域生态呈明显多样性，鸟类活动频繁，可目视观察到鹭鸟、水鸭等大型鸟类活动。如图所示，胶东国际机场蓄水池设置于飞行区内，每个蓄水池约为10万平米的长方形。 

　　图1-1 青岛胶东机场蓄水池分布图 

（三）蓄水池吸引鸟类的主要因素

　　1.提供了鸟类活动的场所。胶东机场4个蓄水池池面宽广，平均每个蓄水池面积达10万平方米，周边为导航保护区等管控区域，人员无法靠近，适合鸟类活动、休憩；池中水草丰富，汛期水池中有水可蓄，但其他时期，池中蓄水不足，成为浅滩型水池，成为鸟类繁衍、做巢的理想场所。 

　　2.鸟类活动的食物来源。水草、鱼、青蛙及水面浮游生物、蚊虫等为鸟类提供了丰富的食物来源。同时，蓄水池的水又为鸟提供了水源，吸引大型水鸟前来觅食。在夏季时，因水面蚊虫较多，成为燕子、蝙蝠聚集地。 

　　3.成为鸟类活动的中转驿站。胶东机场飞行区外四周河流环绕，飞行区内大面积水源恰好成为到达远端河流的中间跳板，鸟类在穿越飞行区时，可在水池内进行短暂停留休息。 

（四）蓄水池鸟防难点

　　1.航空器运行期间难以有效驱鸟。蓄水池部分区域处于导航设备敏感区，驱鸟人员无法进入水域进行人工驱鸟。驱鸟枪支及驱鸟设备作用距离有限，对鸟不能起到很好的威慑作用，蓄水池成为驱鸟的灰色地带。 

　　2.水域面积过大，通过地网或雨水篦覆盖成本较高。实现水面的物理隔离是解决蓄水池鸟防问题的根本措施，但加装地网或雨水篦，需相应增加承重支撑柱，工程复杂，且花费较高，据初步估算，胶东机场蓄水池盖网花费为5千万元以上，且后续面临维护困难、维护成本较高的问题。 

　　3.无法在鸟类活动期彻底将池水排干。将蓄水池内积水排干，使池底保持干燥是蓄水鸟防的理想策略。然而，蓄水池作为飞行区内最为低洼的区域，其本身发挥着集水功能，实际难以将池水排干，且池底未硬化有淤泥沉积，在不蓄水的情况下，极易形成浅滩，进而导致杂草、昆虫、鸟类物种进一步丰富。 

二、国内机场采取的方式

　　目前，国内机场对蓄水池鸟防问题高度重视，因蓄水池吸引“大鸟”、“群鸟”，蓄水池对鸟类的吸引已成为天津、武汉、浦东等具有大型蓄水池机场鸟击防范工作的主要风险。青岛胶东机场蓄水池面积大，位置临近跑道入口处，目前虽未转场，但经观察，蓄水池内鸟类活动频繁，尤其是白鹭、池鹭、珠颈斑鸠等鸟较多，转场后鸟击航空器风险巨大。 

　　针对此问题，青岛机场对存在类似问题机场的进行了调研，对蓄水池鸟击防范方案进行了专项研究，梳理出鸟击防范方案分为“防鸟”、“驱鸟”两个方面。 

（一）防鸟方案

　　1.蓄水池蓄水。天津机场及武汉机场经过长期探索认为，蓄水池蓄水是降低鸟类多样性、控制水池鸟类数量的有效手段。不蓄水的水池一般会形成浅滩或存在大量淤泥，青蛙、蟾蜍等两栖类动物及喜欢潮湿环境的植物昆虫种类更加多样，鸟类种类也明显增加。经过胶东机场试验证明，蓄水高度在1.5米以上时，鸟类数量较少、种类明显单一。 

　　图2-1武汉机场蓄水池蓄水 

　　图2-2 胶东机场未蓄水水池长时间自然形成浅滩 

　　2.悬挂浮球及风轮。天津机场采用了敷设浮球及悬挂风轮的方式，浮球及风轮不仅实现了视觉驱鸟效果，而且浮球及风轮对巨大的水域进行了分割，使鸟认为水池是由多块独立的小水域组成，降低了整个水面对鸟的吸引。经向青岛农业大学植物与鸟类学科教授证实，该水域分割法确实对一定种类鸟的具有防治作用。 

　　图2-3 天津机场浮球及风轮 

（二）驱鸟方案

　　1.使用传统驱鸟声波及驱鸟炮驱鸟。浦东机场、天河机场在水池周边布设了传统高分贝的驱鸟声波及驱鸟炮进行驱鸟。 

　　2.使用固定式激光进行驱鸟。天津机场及武汉机场均布设了激光驱鸟，但采用的激光不同，天津机场采用三色激光，行业内尚无先例，该激光发射器发射的光斑较小，亮度强。武汉机场则采用传统的绿色激光。 

　　图2-4 天津机场固定式激光驱鸟设备 

（三）现有方案存在的缺陷

　　1.无法从根源上控制鸟类。现有鸟防方案仅为控制鸟类种类及数量，对鸟类正常活动进行人为干扰，但是无法从根源上解决蓄水池吸引鸟类的问题。 

　　2.方案可能带来其他成本的巨大投入。例如，蓄水池蓄水法，在旱期，因雨量较少，蓄水池水源枯竭，需人工向水池中补充中水，费用较高；风轮及浮球属于易耗品，需及时更换。 

　　3.鸟类容易产生适应性。方案中的方法究其根本为机场驱鸟较为传统的方法，通过一定时间积累，鸟类容易产生适应性，造成措施失效。 

　　4.驱鸟设备可能带来衍生风险。固定激光驱鸟器可能影响飞行员正常飞行，尤其在夜间，水面反射激光也易对飞行员视线造成干扰。 

三、利用光伏发电系统防鸟

（一）光伏发电系统防鸟的可行性

　　基于鸟防工作的复杂性，水域防鸟及驱鸟一直以来无较好的解决方案，客观存在的水面就是鸟防工作中最大的隐患。而高昂的盖网费用使实现物理隔离成为了一种理想。 

　　在民航局大力倡导“四型机场”背景下，通过科学合理利用各类资源和能源，减少或者消除对周边自然环境和生活区的影响，建设节能、舒适、高效、可持续发展的生产生活空间，为蓄水池防鸟提供了新思路。将鸟防问题与绿色机场建设有机结合，既可以解决运行安全风险，又可以节约资源、创造经济价值。 

　　水池作为机场排水系统的组成部分，起到削减排水系统外排水量的缓冲作用，水池周边无遮挡物，水体无光照需求，将光伏系统与该水池的蓄水调峰功能结合在一起，在节约土地资源的同时，发电创造经济效益，可实现防鸟与光伏发电双赢。利用四个蓄水池总计面积40万平米，建设总装机容量预计为24MWp的光伏发电系统。所发电量就近供给于机场消纳，光伏电站靠近用电负荷中心，属于分布式光伏发电系统，符合国家对新能源发展的扶持政策。光伏发电系统敷设在蓄水池上的太阳能板形成蓄水池与外界的天然物理屏障，解决了蓄水池鸟防问题。 

（二）光伏发电系统防鸟的建设方案简述

　　因为安装地点为户外地区水域环境，在抗风压以及抗腐蚀方面实施方案中采取了以下措施： 

　　1.所有支架采用国标型钢，多点结合。 

　　2.所有支架采用热镀锌，局部外露部分喷涂氟碳漆来有效防腐。方阵的支撑结构要保证组件与支架的连接可靠，方便光伏组件的更换，同时满足防震动及抗水流冲击的要求。 

　　3.考虑到风、雪载荷以及地震的影响以及更便捷可靠的安装方式，采用预制混凝土管桩，桩基础深入水池地下，光伏系统安装于水面以上。 

　　图3-1 支架样图 

　　图3-2 同类型组件安装方式照片 

　　图3-3 同类型水面项目安装后效果照片 

（三）潜在影响分析

　　1.对机场无线电信标设备的影响。建设位置位于机场蓄水池，位于跑道端头，项目最近点距跑道中线为60米，靠近机场下滑台保护区，因此需对光伏电站产生的电磁干扰影响进行分析：光伏组件在光照条件下发出直流电，不存在电磁干扰影响，因此我们将光伏组件布置在水池之内，靠近跑道。对于逆变器、变压器、交流电缆线路等会产生电磁干扰的设备，将其布置于远离跑道的水池一侧，实际距跑道中线距离约为235米，最大限度减轻交流电气设备的电磁干扰影响，并且同时采用屏蔽线缆，对电气设备增设金属屏蔽外壳等手段，多管齐下将光伏电站产生的有源干扰降到最低。 

　　2.光伏组件产生的眩光影响。光伏组件主要由玻璃及硅片组成，对太阳光具有一定的反射作用，因此在某种角度条件下，可能会对起降中的飞行员产生眩光反射，为避免这种影响，主要采用以下两种解决方案： 

　　（1）光伏组件材料选择。作为将光能转化为电能的元器件，也就要求了光伏组件对太阳光有很强的吸收能力，因此在组件的生产过程中，本身就应用了种减反射措施，通过对钢化玻璃镀减反射膜，对硅片材料的表面制备减反射绒面结构等手段，将光伏组件的反射率降低，根据上海虹桥机场已建成光伏电站的测试分析结果，光伏组件的反射率低于屋面彩钢板，也就是说，光伏组件的眩光影响尚不及航站楼屋面。 

　　（2）组件方位角和倾角设计。对于有可能产生的眩光影响，从设计角度出发，改变光伏组件的朝向（正常情况下为正南朝向），将光伏组件朝向与机场跑道垂直方向，减少因玻璃产生的镜面反射对飞行员的影响，下图以大阪关西机场已建成光伏电站为例： 

　　图3-4 大阪关西机场已建成光伏电站 

　　3.对蓄水池容积的影响 

　　光伏系统采用混凝土管桩基础，深入水池池底，作为光伏组件的支撑结构，大量桩基础占用了水池容积，对于此问题，分析如下： 

　　混凝土管桩管径为300mm，间距为3m*7m，单个光伏阵列单元采用4根管桩，如图： 

　　图3-5 单个光伏阵列单元 

　　以单个蓄水池为例，计算光伏管桩基础对于水池容积的影响：水池面积：94300m²、水池水深：4m，则水池容积约为377200m³；光伏管桩截面积：0.07065m²、则单根管桩体积：0.2826m³、管桩数量：4016根，则管桩所占用的水池容积为：1134.92m³。因此，光伏管桩基础所占用的水池容积百分比为：0.30088%。由计算结果可知，光伏系统基础对于水池容积的影响很小。 

四、总结与建议

　　蓄水池在发挥蓄洪排水功能的同时，为鸟类提供了活动、觅食的理想场所，给鸟击防范工作带来巨大的风险。经调研浦东、天津、武汉等机场，各类防鸟驱鸟手段无法从根本上消除鸟击风险。通过物理隔离，阻断鸟类的水源、食物仍是防鸟的根本措施。通过蓄水池与光伏发电系统的结合，使防鸟及绿色能源一举两得，符合“四型机场”建设的基本要求。针对蓄水池及其安装光伏发电系统提出以下建议： 

　　1.建议出台相关文件，从设计上规范安装位置。虽然安装光伏发电系统，蓄水池鸟防风险大大降低，但因部分蓄水池设计在跑道及导航设备附近，难以维护及工程改造。建议出台相关文件，规范蓄水池不应设置在飞行区升降带及导航设备保护区内。 

　　2.建议局方给予明确的政策及标准支撑。光伏发电系统不光可使用在蓄水池中，也可使用在非升降带区域的土面或排水沟渠上，具有兼顾绿色经济效益和鸟防的双层作用。但是目前行业政策导向不明确，尚未有机场在飞行区大批量使用光伏设备，机场方难以单方充分评估风险，建议局方提供明确的政策及标准支撑。（作者：刘天浩 青岛国际机场飞行区管理部） 

　　参考文献 

　　[1]关于2019年度运输机场鸟击防范工作情况的通报[R].中国民用航空局,2020.3