江蘇省民用機(jī)場節(jié)水現(xiàn)狀研究

沈 恬，韓 沖，馬丁山，許明芳，孫奧男

(1.南京市供水節(jié)水指導(dǎo)中心，江蘇 南京 210004；2.南京德華圣世紀(jì)實(shí)業(yè)有限公司，江蘇 南京 211199)

1 研究背景

為貫徹落實(shí)黨的十九大精神，江蘇省始終堅(jiān)持“節(jié)水優(yōu)先”方針，大力推動全社會節(jié)水。機(jī)場作為城市交通門戶之一，是理想的節(jié)水示范場所。2020年，民航局提出建設(shè)“平安、綠色、智慧、人文”的四型機(jī)場，2021年底，中國民用機(jī)場協(xié)會發(fā)布《四型機(jī)場綠色性能評價規(guī)范》，從“資源節(jié)約、健康舒適、低碳減排、環(huán)境友好、運(yùn)行高效”5大綠色性能角度，提出了綠色機(jī)場發(fā)展的定性和定量指標(biāo)體系。江蘇省現(xiàn)有9家民用機(jī)場，機(jī)場密度僅次于上海、北京和海南，各機(jī)場建設(shè)年代、規(guī)模存在差異，需要在掌握當(dāng)前用水現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，因地制宜、精準(zhǔn)施策，從管理、技術(shù)多方面入手，提升機(jī)場節(jié)水水平。

2 國內(nèi)外機(jī)場先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)

近年來，國內(nèi)外機(jī)場采用各類節(jié)水措施及節(jié)水技術(shù)，取得了較為顯著的節(jié)水成效。

2.1 實(shí)施用水監(jiān)控

悉尼機(jī)場、曼徹斯特機(jī)場使用了泄漏檢測程序和用水單元水量實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，確保漏水及時修復(fù)；倫敦希思羅機(jī)場使用監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)控日常用水情況、定期檢查漏損；巴黎戴高樂機(jī)場持續(xù)對飲用水管網(wǎng)的水量、水質(zhì)和管網(wǎng)泄漏進(jìn)行監(jiān)測，出現(xiàn)問題自動報(bào)警[1]。

2.2 采用節(jié)水型衛(wèi)生潔具

亞特蘭大機(jī)場更換了2000個衛(wèi)生潔具，馬桶沖水量從6.05L/次減少到為4.84L/次，小便器從3.8L/次減少到為1.9L/次；法蘭克福機(jī)場通過安裝無水小便斗，每年節(jié)水4200m3；巴西累西腓機(jī)場衛(wèi)生間潔具采用真空技術(shù)，沖洗僅耗水1.2L/次[1]。

2.3 開展非常規(guī)水資源利用

(1)雨水：法蘭克福機(jī)場雨水處理設(shè)施總?cè)萘窟_(dá)10萬m3，處理后供綠化、沖廁及景觀使用；巴黎奧利機(jī)場將處理后的雨水用于機(jī)場空調(diào)、供暖系統(tǒng)和部分消防系統(tǒng)補(bǔ)水，年節(jié)水7萬m3；亞特蘭大機(jī)場、成田機(jī)場、布魯塞爾機(jī)場、曼徹斯特機(jī)場也實(shí)施了雨水回收利用，用途包括：綠化灌溉、冷卻塔補(bǔ)水、沖廁、道路清掃、消防培訓(xùn)等[1]。國內(nèi)機(jī)場中，北京大興、上海虹橋、西安咸陽等機(jī)場結(jié)合海綿城市理念，建設(shè)了雨水收集、調(diào)蓄、回用設(shè)施，兼顧防澇和節(jié)水；杭州蕭山、成都天府等機(jī)場也建設(shè)了屋面雨水收集設(shè)施。

(2)再生水：迪拜機(jī)場建有污水處理廠及油水分離系統(tǒng)，工程車輛清洗、建設(shè)工程及部分灌溉使用再生水，車輛清潔后的污水重新進(jìn)入污水處理廠；羅馬菲烏米奇諾機(jī)場將衛(wèi)生設(shè)施、廚房和餐廳的污水處理后，用于景觀灌溉、空調(diào)冷卻塔補(bǔ)水和消防補(bǔ)水；成田機(jī)場將航站樓餐廳廢水處理后用于沖廁[1]。香港機(jī)場航站樓廚房、洗手池、航空食品生產(chǎn)及飛機(jī)清潔產(chǎn)生的廢水收集處理后，能完全滿足機(jī)場景觀綠化用水需求[2]。昆明長水機(jī)場再生水系統(tǒng)規(guī)劃中，優(yōu)先采用市政再生水，并將機(jī)場收集的雨水作為再生水系統(tǒng)的補(bǔ)充水源[3]。

海水：香港機(jī)場航站樓洗手間采用海水沖廁，多幢主要建筑物的空調(diào)系統(tǒng)也使用海水制冷，年節(jié)約水費(fèi)50萬美元[2]。

2.4 其他節(jié)水措施

(1)景觀管理：亞特蘭大機(jī)場綠化主要選擇耐旱植物，其生長速度慢、不吸引鳥類或其他動物[1]。

(2)空調(diào)節(jié)水改造：亞特蘭大機(jī)場使用電驅(qū)動的冷水機(jī)組取代蒸汽驅(qū)動的制冷機(jī)，減少了蒸汽鍋爐用水量[1]。

(3)飛機(jī)干洗技術(shù)：2019年香港機(jī)場管理局批準(zhǔn)在香港機(jī)場維修停機(jī)坪進(jìn)行飛機(jī)干洗，相比傳統(tǒng)“水洗”方法，飛機(jī)干洗技術(shù)可減少90%用水量，并減少化學(xué)廢水排放[2]。

3 機(jī)場用水現(xiàn)狀

3.1 機(jī)場用水量分析

2022年，受江蘇省水利廳委托，南京市供水節(jié)水指導(dǎo)中心對江蘇省民用機(jī)場用水節(jié)水情況開展調(diào)研，江蘇省9家民用機(jī)場2019—2021年旅客吞吐量與總用水量變化如圖1所示。其中連云港花果山機(jī)場2021年12月通航，數(shù)據(jù)時間范圍為2021年12月—2022年5月。

圖1 江蘇省民用機(jī)場2019—2021年旅客吞吐量與總用水量

2019年，省內(nèi)旅客吞吐量最高的祿口機(jī)場(3058萬人次)總用水量為208萬m3，最低的鹽城南洋機(jī)場(209萬人次)總用水量為4萬m3，用水規(guī)模差異較大。受當(dāng)?shù)匾咔橛绊懀?019—2021年，南京祿口、揚(yáng)州泰州機(jī)場的旅客吞吐量逐年下降，其他機(jī)場2021年旅客吞吐量較2020年有所回升。南京祿口、蘇南碩放、徐州觀音、南通興東機(jī)場的總用水量和旅客吞吐量變化趨勢一致。鹽城南洋機(jī)場2020年開展酒店基建、跑道整修，2021年水量包含酒店和部隊(duì)用水，水量增長明顯。

3.2 機(jī)場用水結(jié)構(gòu)分析

江蘇省9家民用機(jī)場，都存在駐場轉(zhuǎn)供單位用水的情況，各機(jī)場均設(shè)有公安局、邊防檢查站、海關(guān)等國家執(zhí)法部門，部分機(jī)場還設(shè)有航空公司基地、賓館、航空食品生產(chǎn)企業(yè)。總體上看，等級越高的機(jī)場，轉(zhuǎn)供單位類型越多，見表1。

表1 各機(jī)場轉(zhuǎn)供單位情況統(tǒng)計(jì)表

回收的調(diào)查數(shù)據(jù)中，南京祿口機(jī)場、蘇南碩放機(jī)場、常州奔牛機(jī)場和揚(yáng)州泰州機(jī)場的用水結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)較為詳細(xì)，2019年4家機(jī)場均為正常運(yùn)營狀態(tài)，用水結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中標(biāo)注數(shù)字為航站樓用水量占機(jī)場總用水量的比例。4家機(jī)場用水結(jié)構(gòu)差異較大，南京祿口機(jī)場用水占比較高的有：航空公司基地(28%)、航站樓(13%)、航空食品生產(chǎn)(8%)、賓館(4%)。其他用水(43%)中包含了冷卻塔、內(nèi)部辦公食堂住宿用水及其他外供水。祿口機(jī)場2019年水平衡測試數(shù)據(jù)顯示，祿口機(jī)場轉(zhuǎn)供單位用水約占總用水量的60%，機(jī)場冷卻塔用水占比7%、內(nèi)部辦公、食堂、住宿用水占比合計(jì)約11%。蘇南碩放機(jī)場駐地部隊(duì)用水單獨(dú)計(jì)量，機(jī)場用水中，航站樓(73%)用水占比最高，轉(zhuǎn)供單位中，邊防檢查(11%)、航空公司基地(11%)、航空食品生產(chǎn)(4%)用水占比較高。常州奔牛機(jī)場轉(zhuǎn)供單位類別最多，用水占比較高的有：駐地部隊(duì)(16%)、航站樓(16%)、航空公司基地(4%)、航空食品生產(chǎn)(3%)。揚(yáng)州泰州機(jī)場規(guī)模最小，無航空公司基地，航站樓用水占比30%、貨運(yùn)區(qū)用水占比5%，航空食品生產(chǎn)、公安、消防、賓館用水占比均為2%左右。

圖2 2019年4家機(jī)場用水結(jié)構(gòu)

3.3 機(jī)場用水單耗分析

由于各機(jī)場用水結(jié)構(gòu)的差異，綜合用水單耗不能直觀反映機(jī)場的節(jié)水水平。機(jī)場運(yùn)營服務(wù)用水主要包括：機(jī)場飛行區(qū)、航站區(qū)、貨運(yùn)區(qū)、機(jī)務(wù)維修區(qū)、供冷供暖設(shè)施、綠化及內(nèi)部辦公、食堂、宿舍用水。本次調(diào)查中，有6家機(jī)場填寫的外供及附屬設(shè)施用水量較為詳細(xì)，將總用水量減去外供、附屬設(shè)施用水量，測算單耗，與運(yùn)營服務(wù)用水定額比較，如圖3所示。2019年，6家機(jī)場用水單耗均低于省定額先進(jìn)值。2020—2021年，受疫情影響，機(jī)場旅客吞吐量下降，清潔消毒用水增加，除南通興東機(jī)場、連云港花果山機(jī)場外，其余機(jī)場用水單耗均有升高。其中揚(yáng)州泰州和鹽城南洋機(jī)場規(guī)模較小，受影響更為明顯，2021年運(yùn)營服務(wù)用水單耗超過省定額通用值，其余機(jī)場均小于省定額通用值。

圖3 2019—2021年機(jī)場運(yùn)營服務(wù)用水單耗

3.4 機(jī)場用水影響因素分析

隨著疫情期間機(jī)場客流量的減少，用水單耗有明顯增加。通過與多家機(jī)場座談，結(jié)合南京祿口機(jī)場2019、2022年水平衡測試數(shù)據(jù)分析，旅客吞吐量下降后，與旅客直接相關(guān)的航站樓用水量有所下降，但機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施仍正常運(yùn)行，冷卻塔、航站樓保潔、機(jī)場及駐場單位人員辦公用水、綠化用水等并無明顯下降，機(jī)場節(jié)水管理人員認(rèn)為，基礎(chǔ)設(shè)施用水主要與機(jī)場規(guī)模相關(guān)。

3.4.1總用水量回歸分析

由于運(yùn)營服務(wù)用水樣本較少，對2019—2021年各機(jī)場總用水量、航站樓用水量、起降架次、旅客吞吐量及機(jī)場各類規(guī)模參數(shù)(建筑面積、航站區(qū)面積、辦公人數(shù)等)進(jìn)行相關(guān)性分析。25個樣本的分析結(jié)果顯示，機(jī)場總用水量與航站樓用水(相關(guān)系數(shù)0.749)、起降架次(相關(guān)系數(shù)0.977)、旅客吞吐量(相關(guān)系數(shù)0.960)、機(jī)場建筑面積(相關(guān)系數(shù)0.954)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)關(guān)系非常緊密?？梢?，除旅客吞吐量之外，機(jī)場規(guī)模也是影響機(jī)場用水量的主要因素。

旅客吞吐量是現(xiàn)行定額的核算單位，與起降架次也呈顯著正相關(guān)。建筑面積與總用水量、起降架次、旅客吞吐量、辦公人數(shù)之間均呈顯著正相關(guān)，相關(guān)關(guān)系非常緊密，因此選用建筑面積作為衡量機(jī)場規(guī)模的參數(shù)。

根據(jù)相關(guān)性分析的結(jié)論，對機(jī)場總用水量、旅客吞吐量、建筑面積之間的數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行建模。

(1)線性擬合

首先確定總用水量與其余2個參數(shù)之間是否為線性關(guān)系。分別繪制機(jī)場總用水量和旅客吞吐量、建筑面積的散點(diǎn)圖并進(jìn)行線性擬合。結(jié)果顯示旅客吞吐量、建筑面積與機(jī)場總用水量均呈線性關(guān)系，R2(R表示擬合優(yōu)度，越接近1擬合程度越高)分別為0.922、0.911。

(2)線性回歸

當(dāng)旅客吞吐量與建筑面積都為0時，機(jī)場用水量應(yīng)當(dāng)為0，因此回歸模型不設(shè)常量。以旅客吞吐量、建筑面積作為自變量，使用SPSS對機(jī)場總用水量進(jìn)行線性回歸分析，得到線性回歸方程如下：

V=477.73×P+0.85×S

(1)

式中，V—機(jī)場總用水量，m3；P—旅客吞吐量，萬人次；S—建筑面積，m2。

模型擬合程度：線性回歸多重相關(guān)系數(shù)R=0.977，調(diào)整后的R2=0.95，即自變量可以解釋95%的因變量變異，提示自變量對因變量的影響非常大。ANOVA顯著性<0.001，即因變量和自變量之間存在線性相關(guān)。綜上所述，回歸模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且擬合程度高。

模型解讀：當(dāng)機(jī)場正常開放運(yùn)行卻無旅客進(jìn)出時，將機(jī)場建筑面積乘以0.85m3/m2即為基礎(chǔ)用水量，旅客吞吐量每增加1人次，用水量約增加47.8L。

模型應(yīng)用：現(xiàn)行定額是根據(jù)省內(nèi)機(jī)場(含連云港白塔埠機(jī)場，不含連云港花果山機(jī)場)2018、2019年用水情況測算制定的。針對疫情期間旅客吞吐量驟降，而機(jī)場基本運(yùn)營用水減少有限的客觀情況，可參考公式(1)對機(jī)場節(jié)水水平進(jìn)行整體評價。省內(nèi)新建、擴(kuò)建機(jī)場也可參考該公式，合理設(shè)定節(jié)水目標(biāo)。

3.4.2貨運(yùn)用水影響因素分析

機(jī)場貨運(yùn)區(qū)主要用水包括場地保潔用水及員工辦公生活用水，疫情對各機(jī)場貨運(yùn)吞吐量的影響不大。本次調(diào)查共獲取2019—2021年各機(jī)場貨運(yùn)區(qū)用水量樣本16個。貨運(yùn)區(qū)用水量、貨運(yùn)區(qū)面積、貨運(yùn)起降架次、貨運(yùn)吞吐量之間的相關(guān)性分析結(jié)果顯示：貨運(yùn)區(qū)用水量與貨運(yùn)區(qū)面積(相關(guān)系數(shù)0.716)、貨運(yùn)起降架次(相關(guān)系數(shù)0.711)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)關(guān)系非常緊密。

4 機(jī)場節(jié)水現(xiàn)狀

根據(jù)各機(jī)場反饋的《民用機(jī)場用水情況調(diào)查表》及調(diào)研座談，對各機(jī)場設(shè)施設(shè)備與管理情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表2。

表2 機(jī)場節(jié)水管理與節(jié)水技術(shù)應(yīng)用情況

省內(nèi)各民用機(jī)場均有完善的節(jié)水管理組織架構(gòu)，配備專職節(jié)水管理人員，用水臺賬及抄表記錄齊全，管網(wǎng)圖和計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等基礎(chǔ)資料完善。南京祿口機(jī)場和徐州觀音機(jī)場2022年已完成水平衡測試工作，揚(yáng)州泰州機(jī)場正在開展水平衡測試，常州機(jī)場計(jì)劃2023年開展測試。

節(jié)水器具與技術(shù)方面，省內(nèi)機(jī)場節(jié)水器具覆蓋率均已達(dá)到100%；南京祿口機(jī)場、蘇南碩放機(jī)場和南通興東機(jī)場已建設(shè)了節(jié)水監(jiān)控平臺，常州奔牛機(jī)場2022年開展智能水表更換，監(jiān)控平臺正在建設(shè)中。此外，蘇南碩放機(jī)場采用合同能源管理方式開展中央空調(diào)系統(tǒng)能源托管，將中央空調(diào)升級為地源熱泵系統(tǒng)；常州奔牛機(jī)場投資1500萬元建設(shè)了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用土壤作為低溫?zé)嵩?，?jié)水節(jié)能效益顯著。

機(jī)場占地面積廣，用水區(qū)域相對封閉，綠化、沖洗道路等雜用水需求大，具備較大的非常規(guī)水資源利用潛力。省內(nèi)機(jī)場非常規(guī)水資源來源主要是地面、屋面雨水及機(jī)場污水站處理達(dá)標(biāo)的中水，用途包括景觀補(bǔ)水、綠化灌溉、道路澆灑、洗車、沖廁等。由于非常規(guī)水資源處理設(shè)施運(yùn)行維護(hù)成本高、洗車等潛在用戶對非常規(guī)水源接受程度低，部分機(jī)場處理設(shè)施運(yùn)行效率不高。在這方面，祿口機(jī)場率先與高校展開合作，探索技術(shù)轉(zhuǎn)化，有效降低了污水處理成本。

5 機(jī)場節(jié)水建議

通過對省內(nèi)機(jī)場的調(diào)研分析，結(jié)合國內(nèi)外機(jī)場先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及城市生活節(jié)水(產(chǎn)品)技術(shù)體系[4]，建議從以下幾個方面進(jìn)一步挖掘機(jī)場節(jié)水潛力。

(1)加強(qiáng)漏損控制與計(jì)量管理

除連云港花果山機(jī)場外，省內(nèi)機(jī)場通航時間均已超過20年，管網(wǎng)如發(fā)生泄漏不僅造成水資源浪費(fèi)，還會引起地面沉降等次生災(zāi)害；此外，機(jī)場用水終端損漏也需及時處理。機(jī)場應(yīng)落實(shí)日常檢修維護(hù)制度，定期開展水平衡測試，分析挖掘節(jié)水潛力。

省內(nèi)外機(jī)場節(jié)水經(jīng)驗(yàn)表明，建設(shè)節(jié)水監(jiān)控平臺可及時發(fā)現(xiàn)處置用水異常。建議盡快普及，已建成平臺的機(jī)場，可逐步提高遠(yuǎn)傳水表計(jì)量率，將管網(wǎng)漏損率控制在5%以內(nèi)[5]，并結(jié)合管理需求，開發(fā)遠(yuǎn)程關(guān)閥、轉(zhuǎn)供單位水量提醒、內(nèi)部用水定額考核等功能，加大對駐場專供單位的節(jié)水管理力度。

(2)探索節(jié)水器具和技術(shù)應(yīng)用

常規(guī)的節(jié)水型器具在省內(nèi)機(jī)場應(yīng)用已較為廣泛，建議今后更換器具時，優(yōu)先選用水效等級1級的產(chǎn)品[5]。機(jī)場多采用水冷式中央空調(diào)，提高水冷中央空調(diào)濃縮倍數(shù)[6]、采用再生水或更高效的熱交換源，均能有效減少空調(diào)用水。節(jié)水灌溉方面，省內(nèi)機(jī)場還需提高噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉方式澆灌的綠化面積占比，可采用濕度傳感器等技術(shù)精細(xì)化控制[5]。有條件的機(jī)場可結(jié)合《國家成熟適用節(jié)水技術(shù)推廣目錄》及國內(nèi)外先進(jìn)機(jī)場經(jīng)驗(yàn)，開展納米無水潔具、真空負(fù)壓潔具、飛機(jī)干洗等新產(chǎn)品新技術(shù)的試點(diǎn)應(yīng)用。

(3)拓展非常規(guī)水資源利用

非常規(guī)水資源的利用有助于節(jié)水減排、降低汛期排水壓力，是綠色機(jī)場建設(shè)的核心要求之一。還未開展非常規(guī)水資源利用的機(jī)場應(yīng)結(jié)合機(jī)場擴(kuò)建和改造計(jì)劃，盡快建設(shè)雨水收集回用設(shè)施、污水處理回用設(shè)施或引入市政中水；已建設(shè)的機(jī)場應(yīng)積極探索，繼續(xù)拓展非常規(guī)水資源來源與應(yīng)用范圍，降低處理回用成本，逐步提高非常規(guī)水資源在景觀、綠化、洗車、沖廁等用途替代率[7]。

(4)加強(qiáng)節(jié)水宣傳

江蘇省內(nèi)機(jī)場均為國際機(jī)場，接觸的旅客面廣量大，機(jī)場應(yīng)充分利用外宣窗口開展節(jié)水宣傳。制定節(jié)水宣傳工作計(jì)劃，與“世界水日”、“中國水周”等專題宣傳形成互動；在機(jī)場候機(jī)樓、餐廳、衛(wèi)生間等主要用水場所張貼節(jié)水標(biāo)識，在候機(jī)大廳顯示屏、餐廳等公共宣傳區(qū)播放節(jié)水宣傳片，在各類媒體和網(wǎng)絡(luò)平臺宣傳機(jī)場的節(jié)水措施和成效，提升旅客、員工節(jié)水參與度，營造全民節(jié)水、惜水、親水的良好氛圍。

6 結(jié)語

江蘇省民用機(jī)場用水結(jié)構(gòu)差異較大，高等級機(jī)場轉(zhuǎn)供單位類型多、用水情況更為復(fù)雜。目前省內(nèi)機(jī)場的節(jié)水管理基礎(chǔ)工作較為扎實(shí)，在漏損控制與計(jì)量管理、節(jié)水技術(shù)應(yīng)用、非常規(guī)水資源利用及節(jié)水宣傳方面還有一定潛力可以挖掘。本文建立的機(jī)場總用水量、機(jī)場規(guī)模與旅客吞吐量之間的定量關(guān)系模型，可用于省內(nèi)機(jī)場節(jié)水評價、新建擴(kuò)建機(jī)場節(jié)水目標(biāo)設(shè)定。隨著四型機(jī)場建設(shè)理念的深入，相關(guān)研究及定額修訂工作還需要不斷跟進(jìn)，確保機(jī)場持續(xù)發(fā)揮節(jié)水示范引領(lǐng)作用。