——以新建正蓝旗民用机场选址和预可研阶段为例
Discussion on the Influence of Meteorological Conditions on Airport Site Selection：
Take the New Blue Flag Airport in Site and Pre-feasibility Stage as an Example
余亚妮 YU Ya-ni
（中国民航工程咨询公司，北京 100621）
（Civil Aviation Engineering Consulting Company of China，Beijing 100621，China）
摘要：新建运输机场场址的选择与机场净空、空域及气象条件紧密相关。气象条件的复杂和特殊性，对场址前期决策有着重要影响。笔者结合近年来参与的机场选址和预可研阶段评估工作经验，针对选址和预可研阶段场址的气象条件对场址选择的影响进行理论和实际分析，以期为后续所有机场建设项目的前期研究和决策提供依据和参考。
Abstract: The choice of new transport airport site is closely related to airport clearance,airspace and meteorological conditions. The complexity and particularity of meteorological conditions have an important impact on the site early decision-making. Based on the experience of airport site selection and pre-researching evaluation in recent years, the author makes theoretical and practical analysis on the influence of weather conditions on site selection in site selection and pre-researching stage, in order to provide basis and reference for the preliminary study and decision-making of all subsequent airport construction projects.
关键词：新建运输机场；选址和预可研阶段；气象条件
Key words: new transport airport；airport site selecton and pre-researching；weather conditions
中图分类号：V321.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）35-0270-02
0 引言
随着我国民用航空发展第十三个五年规划的发布实施，在十三五期间将继续增加新建机场数量，扩大机场覆盖范围。到2020年，完善华北、东北、华东、中南、西南、西北六大机场群，新增布局一批运输机场，建成机场超过50个。在此背景下，新建机场的前期阶段研究，尤其是选址和预可研阶段的研究工作是否能有效帮助决策，显得尤为重要。
新建运输机场场址的选择与机场净空、空域及气象条件紧密相关。气象条件的复杂和特殊性，对场址前期决策有着重要影响。笔者结合近年来参与的机场选址和预可研阶段评估工作经验，针对选址和预可研阶段场址的气象条件对场址选择的影响进行理论和实际分析，以期为后续所有机场建设项目的前期研究和决策提供依据和参考。
1 机场场址与气象条件相关问题的思考
场址选址阶段，气象条件对于场址的选择起着关键性作用。根据《民用运输机场飞行区技术标准》（MH5001-2013）规定，跑道方位和条数应使拟使用该机场的飞机的机场利用率不少于95%。跑道最大容许侧风分量应以航行部门根据飞机性能规定的数据为准；航行部门未予规定时，按下列方法确定，侧风风量超过下列数值时，飞机不应起飞或降落：对基准飞行场地长度不小于1500米的飞机，侧风分量为37km/h；若跑道纵向摩擦系数不足致使刹车作用不良时，侧风分量为24km/h；对基准飞行场地长度不小于1200米但小于1500米的飞机，侧风分量为24km/h；对基准飞行场地长度小于1200米的飞机，侧风分量为19km/h。在选址和预可研阶段，设计、评审（估）和审批工作对场址气象条件的复核都是围绕该标准为核心，即运输机场基准飞行场地长度不小于1500米，侧风分量统一按照24km/h计算的跑道利用率应不小于95%，才能确定跑道方位符合标准要求。
实际上，跑道方位的布置受限于地形条件、净空障碍物、空域条件、与相邻机场位置关系、与城市的位置关系、风力负荷、场址地质水文条件、建设条件等多维度因素的影响。在我国北方地区，尤其是内蒙古地区，综合考虑各种多维因素影响初步确定跑道方位后，再根据常年风频率计算得出的全年跑道利用率往往低于95%。根据规范要求，利用率不少于95%才能确定跑道方位。基于此标准中明确的量化指标，内蒙古地区新建机场的选址和预可研审批工作往往难以推进。
2 新建正蓝旗机场选址及预可研阶段气象条件的分析
针对笔者参与评审过的新建内蒙古正蓝旗机场选址及预可研阶段，分析如下：气象观测数据是跑道风力负荷计算的基础。根据正蓝旗气象局所积累的气象资料统计分析，正蓝旗地区多年平均最多风向为西南风（225°）。结合地形条件，选址阶段确定的场址跑道真方位为2.5°~182.5°，与最多风向夹角为39°。由于选址阶段场址设置的临时气象观测站仅能提供不到一年的气象观测数据，不具有代表性。因此，根据正蓝旗气象局观测站提供的连续5年的观测资料，按容许侧风分量小于24km/h计算，跑道风力负荷可达到95.12%，选址阶段暂定的跑道方位可满足规范要求。
预可研阶段，结合场址净空条件、涉及到的土石方工程量和拆迁量等因素，对选址阶段批复的跑道方位进行了优化调整，将跑道沿顺时针方向向东北旋转3.5°，跑道真方位调整为6°~186°（磁差5°52′W）。由于预可研阶段场址临时气象观测站收集的气象观测资料已满2年，对场址的气象条件更具有代表性。因此，根据场址临时气象观测站2014年9月-2016年9月连续两年的观测资料，按容许侧风分量小于24km/h计算，跑道风力负荷为93%，不满足规范要求。
经分析，如果全年统一按照24km/h计算使跑道利用率达到95%及以上，跑道方向需由目前根据各维度因素确定的6°~186°旋转到105°~285°至145°~325°范围内，在此范围内跑道进近面存在大量超高山体和风电场，需对风电场进行搬迁和对桃山附近区域山体进行净空处理，搬迁费初步估算约20亿元，净空处理土石方量约1亿立方米。综上，考虑到搬迁和净空处理投资巨大，通过调整跑道方向使跑道利用率达到95%以上基本不具可行性。而场址的详细排查工作已在选址阶段进行，经过排查其他场址不具有可行性。因此，预可研阶段的评估工作受限于跑道利用率不满足规范要求，而难以推进。
为帮助项目决策方慎重决策，笔者通过对《民用运输机场飞行区技术标准》（MH5001-2013）进行深入研究，并邀请标准相关编制人员进行详细解读、研讨后发现：以上对机场跑道利用率的计算方式，是按照全年风力负荷统计且均考虑跑道摩擦系数不良情况下较为严格的计算，未考虑季节性气象条件差异及跑道摩擦系数良好的情况。因此，评估建议针对该类机场，在对场址进行详细排查后无其他更优场址时，通过对临时气象站连续两年的风频率观测资料进行分类统计分析，分别计算出降水（包含降雨、降雪）、不降水两种情况下的机场利用率：机场在降雨或降雪时可能会造成跑道摩擦系数不足，统一采用侧风分量24km/h计算机场利用率，其余不降水时间统一采用37km/h计算，两部分加总得出本机场全年的跑道利用率为98.06%。评估认为，结合降水和降雪天气综合分析计算得出的机场利用率结果更为实际、合理，正蓝旗机场跑道利用率可满足《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2013）规范中不低于95%的要求。同时，此方法的计算过程和结果经充分论证后得到民航局各相关司局的认可。
3 对其他新建机场前期研究工作的指导
笔者关于新建机场跑道利用率的分析是基于《民用运输机场飞行区技术标准》（MH5001-2013），但在此基础上进行了更深刻的研究和解读：当场址选择条件有限、跑道方位旋转无法满足按照统一侧风分量24km/h计算机场利用率不小于95%的情况下时，均可结合临时气象观测站风频率的统计资料，针对降水和不降水进行分类统计，并汇总计算全年利率用。
一般情况下，分干、湿跑道两类进行利用率统计并加总后，得出的跑道利用率比全年统一根据24km/h侧风分量计算跑道利用率要高，同时，这种方法对跑道利用率的计算更为实际和合理，可有效帮助审批方进行决策。同时，评估建议，对于该类场址，在后续可行性研究、初步设计等阶段，项目的筹建单位也应继续加强场址临时气象观测站的持续观测，继续做好场址气象观测数据的统计分析工作。
通过笔者的对正蓝旗新建机场气象条件的研究分析发现，标准是一种规范性文件，具有共同使用功能和重复使用的特性，但是在特殊情况下，标准是具有灵活机动性的，需要我们在工作中不断挖掘和深入分析标准制定的依据，为推动实际项目服务。
参考文献：
[1]MH5001-2013，民用运输机场飞行区技术标准[S].
[2]MH5023-200，民用航空支线机场建设标准[S].
[3]民航局机场司AP-129-CA-02《民用机场选址报告编制内容及深度要求》. |
