北京大兴国际机场遇到暴雨怎么办？

近年来我国极端恶劣天气频发，多地曾遭到暴雨袭击。面对长时间、高强度的降雨，机场中个别下沉式区域的雨水排水是重中之重，尤其一些机场内部重要建筑或设备设施用房位于低洼地势区域内，其雨水系统更是尤为关键。北京大兴国际机场航站区雨水系统设计中，暴雨重现期的确定对于机场下沉式区域雨水系统的形成和雨水管网的构建非常重要。通过对北京大兴国际机场航站区雨水系统的设计，探讨、研究并确定了其下沉式区域的降雨重现期。

1 北京大兴国际机场概述

北京大兴国际机场地处北京市大兴区榆垡镇、礼贤镇和河北省廊坊市广阳区之间，距北京市中心约50 km，距首都机场约67 km。北京大兴国际机场的建设是满足北京地区航空运输增长需求、完善京津冀都市圈综合交通运输体系，并促进京津冀区域经济协同发展的客观需求，在功能定位上北京大兴国际机场与首都机场相同，均为辐射全球的大型国际枢纽机场。

北京大兴国际机场分期建设运行，其中本期规划用地面积约27 km²，年旅客吞吐量约4 500万人次；近期规划用地面积约28.3 km²，年旅客吞吐量约7 200万人次；远期规划用地面积约45 km²，年旅客吞吐量约1亿人次。

机场整场地势设计时，首要考虑的是飞行区的排涝安全。因此常规情况下，飞行区尤其是跑道、滑行道地势较高以保证不受到强降雨积水的影响，从而保障飞机能够顺利起降。与此同时，机场航站楼是整个机场建筑群中的最重要标志性建筑，它代表机场以及机场所在城市和地区的形象。因此，机场在进行地势设计时，航站楼楼前地势标高高于周边航站区、工作区的地势标高。

为了从外观上凸显航站楼的重要性，航站楼除在整体风格设计上别具一格外，在高度上通常高于航站区、工作区内的建筑群。而航站区和工作区内有许多服务型、功能性建筑，例如停车楼、综合办公楼、酒店办公楼等。设计要在有限面积的地块里，在空间上力求建筑内部的使用率，一些附属建筑充分利用了地下空间，下沉式区域设计选用越来越多。但是随之而来的，下沉式区域犹如一块盆地，暴雨时雨水若不及时排出，将带来巨大的涝水隐患。而机场下沉式区域又不同于城市中的下沉广场。一旦遭遇排水不畅导致大量积水涌入下沉式区域的功能性建筑、设备用房内，机场中许多核心设备极有可能受到影响、停运，严重者甚至可导致整个机场运行出现问题，其造成的损失是不可估量的。

2 北京大兴国际机场航站区雨水系统工程

2.1 工程简介

北京大兴国际机场航站区区域北邻机场支一路，南接航站楼，总面积约为356万m²。其中航站区内主要建筑物及构筑物包括陆侧航站楼前高架桥、东西停车楼、综合服务楼以及地下轨道交通设施等主要建设项目（见图1）。停车楼：功能主要为航站楼旅客提供停车服务，并相应结合制冷站、综合服务楼及轨道北站厅等部分；综合服务楼：由规划的商务酒店和综合办公、商业项目组合而成，位置位于航站楼北侧，东西停车楼之间，在总体设计上与航站楼交相呼应。

京霸铁路、城际铁路和廊涿铁路三条轨道交通线路（见图2）在地下二层从南至北贯穿整个航站区，与航站楼、停车楼、综合服务楼、航站楼前高架桥均有上下交叠的区域。由此航站区又形成为由航班、高铁、城铁、汽车等多种交通工具穿插汇集的综合换乘中心。

2.2 航站区雨水系统概述及难点

2.2.1 航站区雨水系统概述

由于北京大兴国际机场整体地势低洼、占地面积大、场地平坦、雨水径流量大，而允许外排流量有限，结合地势特点及全场土方自平衡方案，全场雨水无法自流排除，须提升强排进入新天堂河（见图3）。

北京大兴国际机场全场根据不同区域设有一二级雨水泵站共8座，本工程内航站区雨水通过雨水管涵排至支一路市政雨水管网内，最终依靠重力流排入航站区东北方向的N4号雨水泵站及调蓄水池内（见图4）。

2.2.2 雨水排水难点

为了使航站区车辆快速便捷地驶入停车楼及综合服务楼的不同楼层，停车楼车辆入口道路与航站区道路连接段以剪刀状的形式展现，从而使得该区域地块相对于北侧工作区地势较低，整体呈下洼形式，最大高差达到2.35 m；同时，航站区较北侧工作区普遍低0.71~1.62 m。因此，整个航站区成为一个下沉式区域，其中航站区停车楼北侧道路为地势最低，绝对标高为22.00 m，比航站楼前道路低2.35 m，比北侧支一路低1.17 m（图5为航站区地势平面、剖面示意）。

下洼地势区域本易发生积水涝水，航站区内建筑功能重要，且停车楼、综合服务楼与航站楼相互连通，一旦发生雨水倒灌现象造成的危害和损失不可估量。

对于盆形下洼地势，雨水排水存在诸多客观缺陷：①极易成为周边极高地势区域内洪灾状态下滞留径流的汇集区域；②客水进入，无形中增加了雨水径流量；③如果下游雨水管网出现排水不畅或阻塞，该区域雨水管线受到下游雨水管网压力顶托，排水管线达不到所设计的排水能力。当雨水管线排水不力时，下洼地势区域易成为雨水径流滞留、汇集区域。

由于航站区的重要性和特殊性，为了增加排水安全系数，降低洪涝灾害影响，航站区雨水系统应增加雨水排水安全保障措施，并提高雨水系统设计标准，以保障机场安全正常的运行。

2.3 降雨重现期确定

计算城市雨水管网设计流量，短历时降雨重现期是重要的基本依据。在城市雨水排水计算公式中，暴雨强度决定了市政各级雨水管道的尺寸。

在雨水排水系统设计中，设计雨水量大小与该地暴雨强度、汇水面积以及径流系数有关，雨水设计流量按式（1）计算：

式中 Q——设计雨水量，L/s；

Ψ——径流系数；

F——汇水面积，m²，按照汇水区域实际情况而定；

q——设计暴雨强度，L/（s·hm²），按照式（2）计算。

式中t——降雨历时，min；

P——设计重现期，年；

A1、b、C、n——参数。

汇水面积F根据具体汇水区域实际情况而定；径流系数Ψ根据《室外排水设计规范》（GB 50014-2006，2016年版）3.2.2条确定数值。

降雨历时t根据《室外排水设计规范》3.2.5条取5~15 min，一般取10 min；A1、b、C、n参数需由不同城市和地区的暴雨强度公式决定。

设计降雨重现期P一般根据《室外排水设计规范》取值。而针对机场内雨水排水设计，根据《民用机场排水设计规范》（MH/T 5036-2017）表4.2.1-2 陆侧设计暴雨重现期所示，规划年旅客吞吐量超过1 000万人次的运输机场的地下通道和下沉式广场设计暴雨重现期应为30年；根据《室外排水设计规范》表3.2.4，北京大兴国际机场依据重要性类比于超大城市和特大城市之列，其中心城区下沉广场降雨重现期为30~50年。根据《室外排水设计规范》114页表3所示，除我国大陆地区，欧美发达国家和城市重要区域雨水管渠设计重现期普遍提升。如新加坡机场、隧道等重要基础设施和地区雨水管渠设计重现期为50年。因此针对北京大兴国际机场航站区雨水系统工程，考虑到其为机场的核心区域，又是交通运输的重要枢纽，设计时，建议将管渠设计重现期定为50年。

在与北京大兴国际机场建设指挥部充分沟通的基础上，通过北京大兴国际机场航站区雨水排水工程设计方案专家评审会，经过专家的讨论与论证，形成最终结论：由于航站区和工作区深化设计，航站楼前局部区域地势低于周边，形成洼地，竖向与原初步设计存在变化，从安全角度及机场航站区重要性考虑，根据《室外排水设计规范》表3.2.4，建议航站区排水系统设计重现期调整为50年。

3 小结

《室外排水设计规范》提出超大城市下沉广场雨水管渠重现期应按30~50年一遇标准设计，鉴于北京大兴国际机场航站区雨水系统工程区域内设计停车楼、综合服务楼及地下轨道交通，且地下与航站楼相连通，属于机场核心区域，应尽可能提高现有设计标准，因此本工程雨水排水管渠降雨重现期按照50年进行设计。

作者：申延波、高川；作者单位：中国民航机场建设集团有限公司规划设计总院。刊登在《给水排水》2019年第10期。