北京大兴国际机场鸟击防范“四区防控” 和“智慧管控”理念

 　　1. 大兴机场鸟防工作概况

　　1.1. 大兴机场场址与规模

　　从机场场址来看，大兴机场地处京津冀三地中心，地跨北京市大兴区榆垡镇和河北省廊坊市广阳区，整个场地以榆垡镇南各庄村为中心，距北京市中心46公里，距廊坊市中心26公里，距雄安新区55公里，距北京行政副中心54公里，距首都机场67公里，距天津机场85公里，距石家庄机场197公里，如图1所示。

　　图1 大兴机场地理位置

        从机场规模来看，大兴机场定位为大型国际枢纽机场，与首都国际机场形成双枢纽，近期规划用地27平方公里，建成三纵一横4条跑道;远期规划用地45平方公里，将建成四纵两横6条跑道。大兴机场建设跨度大，其中北跑道东侧与西跑道南侧跨度就达到8.5公里以上，如图2所示，其充分的活动半径对于鸟类来说容易长时间停留。

　　图2 大兴机场区域跨度

　　1.2. 机场外部环境

　　大兴机场场址属于永定河冲积平原，地势平坦，属暖温带半湿润大陆季风气候。良好的土壤和气候条件，使得区域生境较为丰富。总体来看，大兴机场四面环水，被永定河、永兴河、天堂河包围，除北侧工作区外，东、南、西三个方面生境多样，包括荒地、林地、耕地、水源和居民区，如图3所示。其中荒地约3.5平方公里，主要分布在东侧，如图4所示;林地约12平方公里，主要分布在南侧，如图5所示;耕地约11平方公里，主要分布在西侧，如图6所示;水渠和河流长度约为30公里，环绕机场北、东、南三侧，形成多片大面积湿地生境，如图7所示;居民区约1.5平方公里，主要分布在东北侧和东南侧。大兴机场周边大面积乔木林环境，为鹭类、雁鸭类、鸻鹬类、鸠鸽类等大鸟、群鸟提供了优良的栖息环境。而由于噪声拆迁，南西侧几乎为无人区，对鸟类干扰小，且征地拆迁后土地流转至政府，目前处于无人看管的状态，自由生长乔灌丛、荒地、次生林、农耕地、河流等均为各类鸟提供了良好的生境。同时，噪声拆迁区以外，机场周边城市化水平越来越高，鸟类栖息场所被破坏，使得机场周边环境对鸟类活动构成强烈吸引。

　　大兴机场周边鸟类具有留鸟、夏候鸟多，冬季小型集群鸟类居多的特点，根据2019年组织开展的鸟情生态环境调查结果显示，机场及周边地区的鸟类约有68种，分属15目33科，鸟类生态类型丰富，鸣禽、游禽、涉禽、攀禽、猛禽、陆禽6种主要生态类型均有活动，鸟类行为表现复杂多样。1.3. 机场内部环境从生态环境来看，大兴机场存在鸟类栖息、停歇、觅食的有利环境条件。一方面，机场飞行区拥有约1000万平米土面区，绿化环境良好，对鸟类栖息具有吸引力;另一方面，作为“海绵机场”民航系统首批建设试点，大兴机场全场设置总容积280万立方米的调蓄水池，通过“源头滞蓄减排+过程控制管理+末端生态调蓄入渗”，实现外排流量不超过30立方米/秒以及年径流总量控制率85%，如图8所示。

　　图8 大兴机场雨水调蓄水池分布场内调蓄水池均为露天水域，水深较浅的调蓄水池边生长的芦苇、香蒲和酸模等植物，为白腰草鹬、黑翅长脚鹬等鸟类栖息提供了场所和食物，如图9所示，水深较深的调蓄水池内含有鱼类，为绿翅鸭、小鸊鷉等游禽提供了喜欢的栖息环境，如图10所示。大兴机场鸟情生态环境调研报告认为场内调蓄水池是吸引迁徙水鸟的主要因素，《北京大兴机场鸟击防范工作专项评估报告》在总体评价中也指出：场内多个未硬化的调蓄水池会形成植被茂密的湿地环境，极易吸引鹭类、鸻鹬类、雁鸭类、鸥类栖息，导致机场鸟击风险升高。

　　从运行环境来看，大兴机场开航初期航班量相对较少，机场运行对鸟类活动影响尚不明显。

　　2. 鸟防安全容忍度分析

　　容忍度，又称风险容忍度(Risk Tolerance)，是指对每一个风险因素的可接受水平。鸟防工作的安全目标是减少乃至避免航空器鸟击安全事件发生，而鸟防安全容忍度则是指为实现机场鸟防安全目标，机场可接受的风险数量和等级。最理想的鸟防环境，是能够实现完全无鸟的状态，但在动辄几平方公里乃至几十平方公里机场范围内做到完全隔绝鸟类的活动是不切实际的，客观谨慎地考量鸟防风险的差异化可接受程度十分必要。由于机场鸟击责任事件发生在飞机在跑道起降的阶段，跑道附近的鸟类活动将对航空器运行产生较大威胁，为满足鸟防安全目标要求，机场对跑道附近的鸟击风险因素是不可接受的;在机场围界内距离跑道较远的区域，虽然部分鸟类活动与航空器产生接触的风险较小，但从安全冗余度来考虑，要尽量避免产生风险的可能，总体看风险容忍度较低;对于靠近机场外围区域内的鸟类活动，经过鸟种类型、鸟类规模、飞行轨迹等判别，可以筛选出哪些鸟类活动是在风险容忍度范围以内的，这类风险通过跟踪、识别、预警后，可以在一定程度上接受;而在远离机场区域的鸟类活动，单纯来看，只要保证监测过程中没有大规模飞往机场或途径机场的情况，就基本可以接受，除非发生特殊的情况需要引起重视，同时，如果该区域能够营造适宜鸟类活动的生态环境，吸引鸟类前往栖息，使机场附近环境的吸引程度明显降低，便能起到疏导、缓解机场鸟类活动的作用，为机场本身鸟防风险奠定良好的风险环境，但是，这一疏导、缓解作用能否有效发挥，还需要在规划、建设生态环境中根据对鸟类活动规律的分析做出结论判断，如下表1所示。

　　3. 鸟防“四区防控”理念

　　按照现有规范要求，鸟防工作的主要管控对象是飞行区内具有威胁的鸟类活动，但几乎所有的鸟类都是从机场飞行区围界外飞进来的，如果只在机场飞行区围界内开展鸟防工作，势必会存在头痛医头，脚痛医脚，最后治标不治本，鸟防效果不理想，鸟击风险高居不下的情况。为从根本上降低机场鸟防工作安全风险，须以更宏大、更系统地视角作为机场鸟防工作的统领思想，打造干净、安全的鸟防生态大环境。同时，基于以上风险容忍度的分析，从跑道向外逐步扩展，机场对于鸟类在不同区域活动的风险容忍度逐渐增大，使用差异化的标准对不同区域的实施安全风险管理。在“打造鸟防生态大环境”和“容忍度差异”的思想指导下，大兴机场将机场鸟防的范围从飞行区向外扩展至距离机场10～20公里的范围，并提出“四区防控”鸟防新理念，即按照鸟防安全容忍度的不同，建设差异化空港环境系统，以飞行区为中心，逐步建立从无到有的生境，形成容忍度从低到高的分级防范体系，实施多级风险管理，使鸟防风险管理更接近源头。具体来说，四区分别是核心区，责任区，生态区，安置区。其中核心区指的是跑道中线及其延长线两侧120米，跑道端延伸至围界的区域，威胁性极高，风险容忍度是零，需要进行“立体化、全方位”保护，称为“保护核心区”;责任区指的是核心区以外，飞行区围界以内的区域，属于机场责任范围，威胁性较高，风险容忍度很低，需要进行“重点性、针对性”防范，称为“防范责任区”;生态区指的是涵盖噪声拆迁范围，与内水平面基本重合的区域，对机场鸟类活动具有较大影响，对机场鸟防工作具有一定威胁，风险容忍度在一定可接受范围内，需要进行“规律性、日常性”管控，称为“管控生态区”;安置区指的远离机场航线航路的适宜鸟类栖息的区域，旨在疏导、缓解鸟类活动对机场的威胁，需要进行“系统性、专业性”打造，称为“规划安置区”，如下图11所示。保护核心区、防范责任区是治标的过程，管控生态区、规划安置区是治本，先治标为治本赢得时间，最终实现标本兼治。

　　图11 大兴机场“四区防控”理念核心区、责任区为大兴机场飞行区内，而生态区和安置区大部分区域为大兴机场管辖范围外。为了能够实现打造机场鸟防生态大环境的理念，大兴机场须协同地方政府及相关管理机构建立联席会议机制，以政府为主导充分融入鸟防“四区防控”理念，在相关地方规划中充分考虑机场提出的生态环境治理的需求，对机场周边进行选择性种植及有组织绿化，减少留鸟栖息，从源头上将机场周边区域治理成为不吸引鸟类的生态环境，构筑起机场鸟类防控的警戒线，有效减少鸟类在机场周边栖息、繁衍。同时，在远离机场航线航路的地方，结合周边主要水系、湿地公园等环境，选择适宜的区域进行有针对性的规划及设计，打造吸引鸟类常驻的栖息环境，形成候鸟迁徙过程中的休息地，促进人与自然和谐共处，建设绿色环保机场。由于四区各种的风险容忍度不同，应针对其各自的特点，设定不同的安全目标、责任主体和管理制度，以最合理地发挥四区“层次分明、联防联控”的综合效果，降低鸟防风险。3.1. 保护核心区核心区包含飞机起降区域，容忍度为零，保护核心区就是要通过“驱防结合、以防为主”，保证核心区内平安无鸟，杜绝鸟类的地面活动，让鸟类无法在该区域逗留。大兴机场“三纵一横”4条跑道的核心区范围如下图12所示。

　　图12 大兴机场鸟防核心区范围

         3.2. 防范责任区责任区内高威胁鸟种容忍度为零，其它鸟种容忍度极低，防范责任区就是要通过“探驱一体、综合治理”，减少责任区的鸟类活动。大兴机场责任区范围如下图13所示。

　　图13 大兴机场鸟防责任区范围

        3.3.管控生态区生态区容忍度在一定范围内可以接受，但需要通过管控降低风险至可以接受的范围。因此，管控生态区就是要减少生态区内留鸟栖息，不吸引候鸟逗留，形成不吸引鸟类活动的生态环境。大兴机场生态区范围如下图14所示。

　　图14 大兴机场鸟防生态区范围

         3.4. 规划安置区安置区主要用于疏导、缓解机场鸟类活动，在规划建设有效的情况下，可以降低机场鸟防总体风险水平。规划安置区就是要在远离机场航线航路的地方，结合周边主要水系、湿地公园等环境，选择适宜的区域，通过提供鸟类觅食和栖息环境，吸引鸟类在安置区常驻。大兴机场的安置区可考虑结合地方规划，设置在西侧的永定河水域、东南侧的东张务湿地，如下图15所示。

　　图15 大兴机场鸟防安置区参考区域

　　4. 鸟防“智慧管控”理念

　　为降低鸟防工作安全风险，大兴机场积极贯彻民航关于新技术应用的指导思想，提出鸟防“智慧管控”理念，以建立信息化、智能化的机场鸟防工作体系为目标，从技术和管理两个维度开展智慧化管控。4.1. 引入“探驱识一体”技术目前机场鸟防设施大多为常规的、独立的听觉、视觉或化学刺激设备，按照固定和机动两种方式布设，由于缺乏先进的技术手段，对鸟类的驱离效果不尽理想。建立自动化、智能化、高效率的鸟防系统是当前鸟防工作的发展趋势。其中尤以“探驱识一体”技术为重点突破领域。“探驱识一体”是指集探鸟雷达、光电识别及驱鸟联动为一体的综合驱鸟系统。其中，“探鸟”是指全天候二十四小时不间断实时监控机场内外鸟类活动的过程;“识鸟”是指通过光电等技术对鸟类规模、轨迹和类型进行判别;“驱鸟”是指当探鸟雷达与光电识别系统识别到高风险鸟情时，调用定向、全向声波、激光等驱鸟设备组网自动定位到离鸟情最近的设备，立即启动并向指定坐标发射声波、激光等对鸟类进行驱离。大兴机场将立足于民航国产装备科技创新的发展要求，探索应用探鸟雷达，实现鸟群绝对坐标快速、准确、实时跟踪以及鸟群分布、鸟类飞行轨迹、鸟种类型分析以及风险预警，并逐步将探鸟雷达与驱鸟设备进行联动，实现驱鸟设备精确定位、高效联动和有效驱离，形成安全、高效、全天候、全天时、全自动的机场鸟防安全保障能力，为鸟防工作提供技术支撑和决策支持。4.2. 建设智慧鸟防管理平台当前机场鸟防工作大多基于人工，不仅耗费大量时间和人力物力，还存在工作效率较低、投入成本过高、管理效果不佳等问题。为提升大兴机场鸟防管理现代化水平和管理效率，大兴机场将建立形成“四区防控”理念指导下的智慧鸟防管理平台，由“鸟防一张图”升级为“鸟防一平台”。智慧鸟防管理平台将通过基于三维地理信息系统(GIS)、无线传感、控制、图像处理、数据挖掘等技术，将大兴机场鸟害防治业务所涉及的四区进行三维GIS实景建模构建，通过鸟防设备种类、设备点位、有效作用范围，以及鸟防生态环境、鸟类活动分布情况等可视化，为鸟防工作的精准、动态、专业化提供保障。通过持续开发，该平台可具备鸟情动态预警、资源配置、风险评估、教育培训、动态拓展等功能。(徐乃付、朱文欣、郭彬、关洪波)

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