(北京大興國際機場的景觀明渠,既能蓄水、排洪,也是重要的景觀廊)
京城中軸線最南端,大興國際機場宛如一只展翅的金色鳳凰。它是全球最大的空港之一,預計五年後,旅客年吞吐量將達7200萬人次。
作爲大國首都新國門、京津冀協同發展重要節點和支點,北京大興國際機場意義非凡。它不但是綜合性交通樞紐,還以綠色、環保理念,探索著超大型機場的建設運營之路。方圓27平方公裏的空港區域成爲“海綿城市”建設典範,雨水收集率100%,雨洪利用率85%,防洪標准達百年一遇,各項指標均處于世界領先水平。不僅解決了內澇積水的國際性航空港難題,還通過蓄滯雨洪,每年利用雨水1000萬立方米。
本周是全國城市節水宣傳周,讓我們走進這座“海綿機場”。
(航站樓內的立體綠植,均采用了節水技術滴灌)
(北京大興國際機場的景觀湖,可蓄水50萬立方米)
航空港的國際難題
內澇積水,是航空港的國際性難題。
機場大多位于地勢坦蕩的平原,大面積的飛行區地面經過硬化改造,雨水難以下滲。此外,航空和物流公司駐場,海關、公安、檢疫等部門進駐,都勢必帶來高強度的城市開發,自然河流被切斷,坑塘、濕地被填平。這些都使得空港區域極易發生內澇,而一旦遭遇積水,輕則航班大面積延誤取消,機場運行效率降低,重則飛機被泡受損。
2018年9月,日本第二大機場——大阪關西機場就因台風和暴雨而淹水癱瘓。停機坪積水50厘米,所有航班被迫取消,部分飛機的發動機被泡。保障車輛、飛機廊橋也都泡在水中,3000名旅客滯留。這場災難造成關西機場關閉半個月之久,旅遊業遭重創,每天的損失達20億日元。
機場防洪的重要性由此可見一斑。
“從前,機場的防洪排澇手段很單一,就是修建排水管線和抽升馬力十足的泵站,希望用強悍的排水系統,盡快把雨水排出去。”北京市水科院水資源研究所技術總師楊勝利說,這種治澇的理念被稱之爲“雨水快排”。
然而,修建大型排水系統耗資甚巨,況且再粗的排水管也總有力所不逮的極限。因此要避免機場內澇,就不能單純依靠“雨水快排”的方式,僅僅從加快雨水的末端排放上下功夫,而要運用“海綿”理念,構建從源頭、過程到末端的雨水全流程減排體系。
所謂海綿是一個比喻,指的是一個區域像海綿一樣具有彈性,下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水,減少雨水徑流,需要時將蓄存的水釋放並加以利用。“海綿”既包括河湖水系、蓄滯洪區,也包括城市配套設施,如綠地、花園、集雨池、可滲透路面等。
與“海綿”理念極其相似,在上世紀90年代,美國學者就提出了一種叫做低影響開發的雨水管理思想。顧名思義,即利用源頭控制理念,使開發地區水文循環盡量接近自然狀態。許多世界知名機場都曾受到該理念的影響,開展屋頂綠化、透水鋪裝等改造。
建立雨水全流程減排體系,對北京而言還有另一番重要意義。首都北京是水資源嚴重緊缺的特大型城市,雨水是天賜的珍貴禮物。如何留住天上來水並加以利用,始終是重要的長期課題。
可滯蓄1.5個昆明湖
“開展‘海綿機場’的探索,既是綠色發展的必然要求,也是客觀條件‘倒逼’的結果。”大興國際機場技術工程部副總經理王路兵說。
的確,自新機場錨定選址之初,是否會發生內澇的疑問就隨之産生。展看北京市地圖,其原因自有分曉:京城地勢西北高、東南低,這個超大型機場恰位于京南地勢最低窪之處,積水無法自流排走。且這裏曆史上曾是永定河洪泛區,下遊逢暴雨就會變作水汽泱泱的澤國。近年來,幹涸多年的永定河正建設水綠交融的生態廊道,引黃河水入京,實現25年來的首次全線通水。
新機場防洪壓力之嚴峻可想而知!
于是,新機場早在設計階段就融入了“海綿”理念。方圓27平方公裏的新機場被劃分爲六大區域,分別是飛行區、貨運區、職工生活區、辦公區、機場配套設施區、航空公司基地。每個區域還劃分出更細致的排水單元,嚴格分配徑流量指標,因地制宜建設多種“海綿”工程。
一條長達數百米的景觀綠軸縱貫辦公區中央,初夏時節,濃濃綠意爲機場平添生機。這份盎然,普通人皆可盡收眼底,可綠軸的隱藏身份就鮮有人知了。它正是工作區最大的一塊“海綿”,雨水在此集蓄,通過植物根系得以淨化,並下滲補充地下水。若是再有富余的,便順著集雨管線彙入雨水調節池。
北京新機場的高架橋擁有15條車道,其寬度爲國內之最,是連通航站樓和外部的重要通道。高架橋不積水的奧秘,就藏在橋下立柱旁的花箱之中。一根根直徑15厘米的白色集雨管,自橋面直通花箱。小雨淅瀝,雨水可澆灌箱中的植物;大雨傾盆,則從箱中的溢流口排往集雨管線。
下凹式綠地、集雨花箱、透水鋪裝、雨水花園、屋頂綠化……新機場裏“海綿”工程星羅棋布,成爲蓄留雨水、減少徑流的第一道防線。
駕車在新機場區域穿行,每隔幾分鍾,便有一個或大或小的湖泊展現眼前,它們是規模最大的“海綿”工程。大雨來臨時,雨水可在此歇腳駐留,避免發生積水;雲開雨散之後,再排往下遊河道。
王路兵介紹,新機場共設置了12個雨水調節池和2個景觀湖,再加上其他海綿集雨設施,總共可蓄水超300萬立方米,相當于1.5個昆明湖的容量。
百年一遇洪水不侵城
去年8月,新機場初落成,一場暴雨突然而至。
這次防汛大考新機場的成績堪稱優秀。路面、高架橋、飛行區等均未發生積水,大小“海綿”共集雨200萬立方米,雨洪全部就地滯蓄,外排量爲零!
不過,滯蓄雨水可並不是海綿機場的惟一措施。海綿工程可分爲六大類型,分別用一個字來概括便是“滲、滯、蓄、淨、用、排”。當降雨達到一定量級,沒有足夠空間進行滯蓄時,就要盡量讓雨水順暢地排放出去。
“新機場區域以前有一條自然排水河流,叫做天堂河,自西向東穿越現在的飛行區。”北京市政工程設計研究總院相關負責人說,出于飛行安全考慮,建設時對天堂河河道進行了北移,並改名爲永興河。
失去了自然河道的新機場,後來新辟了一條長約10公裏的明渠,其主要作用就是代替天堂河排除地區雨洪。
從地圖上看,這條明渠拐了兩個彎兒,串起了12個雨水調節池和2個景觀湖。一旦蓄水量達極限,調節池和景觀湖的雨水均可通過明渠排走。“明渠最末端和改道後的永興河相連。遇上暴雨,泵站就會開足馬力排水,以每秒30立方米的速度向外泄洪。”王路兵說。
雖是人工開鑿的明渠,卻自有一番清新自然之美。河岸不是硬邦邦的混凝土邊坡,而是對動植物友好的鉛絲石籠。兩岸的水草花木錯落有致,紅色步道沿渠而建,已成爲駐場單位職工遛彎兒賞景的好地方。
新機場北臨永興河,南挨永定河,除了防內澇,外洪侵城也是不得不考慮的問題。大興區水務局相關負責人介紹,爲了保障機場不受外部洪水影響,永定河北側及永興河南側分別加高了堤防,可抵禦百年一遇的洪水。
年利用雨洪千萬立方米
只需看幾組數字,就能明白新機場規模之大。
它地跨大興區禮賢鎮、榆垡鎮和河北省廊坊市廣陽區,占地27平方公裏,相當于大半個東城區的面積。遠期規劃旅客年吞吐量超1億人次,高峰日旅客量30萬人次。“現在還沒完成轉場,駐場單位的工作人員就已經有2萬多人。幾年之後,常年在這裏工作的人將不低于六七萬人。”王路兵說。
不論面積或人口,新機場都不啻一座小城。光用水這一項,每年就將消耗不菲。而“海綿機場”的目的不僅在于防洪,它還帶動了水資源的高效利用,節約了寶貴的水資源。
波光潋滟,石橋飛架,南北兩座景觀湖擁有10萬平方米水面,可存蓄雨水50萬立方米,用于綠地澆灌、道路噴灑。北湖西側的地下,埋藏著爲新機場供應能源的地源熱泵系統,其冷卻水使用的也是淨化後的雨水。
比鳥巢還大的新機場航站樓的樓頂,設置有兩座雨水調蓄設施,容量達6000立方米。樓頂雨水彙入調蓄設施,經處理達標後用作航站樓空調循環冷卻用水。
據測算,新機場全年降水形成的水資源量達1500萬立方米,外排量小于15%。除了自然下滲之外,每年有約1000萬立方米可循環利用,相當于節約了全北京城鎮居民三天的夏季用水量。
新機場不僅充分利用起雨水和再生水,還把節約新水用量做到了極致。航站樓的植物立柱上,生長著一叢叢鴨掌木,一年四季嬌翠欲滴,靠的是精密的滴灌節水設施。衛生間的水龍頭和馬桶也均爲高效節水型。
在大國首都的新國門,一座複合生態水系統高效合理運行的“海綿機場”,以其智慧和綠色成爲我國甚至世界上的空港典範。
專家觀點
記者:什麽是海綿城市?
楊勝利(北京市水科院水資源研究所技術總師):海綿城市是一種現代城市雨洪管理概念。它指的是城市能夠像海綿一樣具有彈性,能適應環境變化,應對雨水帶來的自然災害,下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水,需要時將蓄存的水“釋放”並加以利用。
記者:海綿城市是什麽時候開始在國內興起的?
楊勝利:這是經濟社會發展的一個過程。隨著城鎮化的快速發展,高密度的不透水地面破壞了城市水體的自然循環。這帶來了兩個後果,一個是內澇加劇,另一個是寶貴的雨水白白流走。
2013年,中央城鎮化工作會議提出,建設自然積存、自然滲透、自然淨化的海綿城市。從那以後,海綿城市的概念和做法就迅速普及了。
記者:建設海綿城市的主要目的是什麽?
楊勝利:它的實質是遵循城市水循環的自然規律,建立全流程的雨水管控體系。
記者:建設海綿城市的具體措施包括哪些?
楊勝利:用六個字來概括,就是“滲、滯、蓄、淨、用、排”,即圍繞河湖水系,合理布局各類海綿元素。
記者:海綿設施有哪些?
楊勝利:既包括河湖水系、蓄滯洪區,也包括城市配套設施,如綠地、花園、集雨池、可滲透路面等。
北京的海綿城市試點
通州海綿城市試點區
2016年,北京入選國家第二批海綿城市建設試點,試點區位于城市副中心核心地帶,西南起自北運河,東至規劃的春宜路,北至運潮減河,總面積爲19.36平方公裏。目前,試點區年徑流總量控制率達到了84.2%。
試點區內18個老舊小區、6所學校、6處公園廣場進行了全面海綿改造,總面積130余萬平方米,2萬余居民受益。建設了透水鋪裝、下凹綠地和雨水花園,實現路面無大面積積水、市民出行安全便利。
試點區內建設了一批調蓄水體、雨水模塊、調蓄池、雨水桶等雨水調蓄利用設施,調蓄設施容積共計12萬立方米,雨水資源利用率達5.2%。
北京經濟技術開發區
開發區地勢低窪,處于全市行洪末端,極易形成洪峰而導致河水倒灌。
2002年,開發區成爲中德合作雨水利用項目示範區,探索利用雨水收集池;2006-2008年成爲中美合作暴雨徑流管理項目示範區,設立雨水調蓄區域,消除道路積水。2013年,北京經濟技術開發區確定了“外排內蓄、以蓄爲本”的防洪理念,高標准建設“全海綿城市”。
通過二十幾年的建設發展,開發區建成了海綿城市項目247個,總占地1200公頃。令區域30%的面積可實現70%的降雨就地消納和利用。
他山之石
荷蘭阿姆斯特丹史基浦機場
荷蘭政府要求,在具有大量混凝土和不透水鋪裝材料的地區,必須采取生態修複措施,以減少對環境的破壞。
史基浦機場在8500平方英尺的廣場(即停車庫和地下火車站的頂層)設置了屋頂綠化,栽植天竺葵和耐幹旱的苔藓,實現對雨水的可持續管理。
新加坡樟宜機場
T2航站樓的三樓離境轉機大廳屋頂的向日葵園,種植了多達500株向日葵。T3航站樓的三樓室內布置了大面積東南亞熱帶雨林垂直綠化景觀,植物牆長1000英尺,高50英尺,以屋頂雨水及再生水灌溉。
2018年竣工的“星耀樟宜”,屋頂中央打造了“雨水渦流”,利用回收的雨水創建40米高的瀑布,從穹頂飛流下來。
來源:北京日報
記者 朱松梅
攝影 武亦彬
流程編輯:吳越