水源保护区内道路初期雨水及应急池设计

2014-12-25刘晓莹

城市建设理论研究 2014年37期

刘晓莹

摘要：随着人们对环境保护问题的日益重视，初期雨水对水体的污染也受到越来越多的关注。当城市道路穿越水源保护区时，其路面初期雨水若直接排放，将对水体造成严重污染。同时，在各类化学危险品运输途中，若发生突发事故，则产生的泄漏经由路面漫流和雨水冲刷进入水体，对水环境危害极大，甚至影响居民饮水安全。本文以合肥某道路初期雨水及事故应急池设计为例，对初期雨水及事故应急池的计算标准、设计工艺及后期管理等进行探讨，以供交流及学习。

关键词：水源保护区；初期雨水；事故应急池

中图分类号：S611文献标识码： A

1前言

近年来，随着人们对环境保护问题的日益重视，初期雨水对水体的污染也受到越来越多的关注。降雨初期，雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后，又由于冲刷沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、建筑工地等，使得前期雨水中含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质，因此前期雨水的污染程度较高。对于道路路面初期雨水而言，主要包含路面雨水及冲洗废液。其成分包括汽车尾气及其烟尘污染物、生活垃圾、裸露地面或植被地带冲出的泥沙、运输途中的油料、物料泄漏等。主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其他无机盐类[3]。

当城市道路穿越水源保护区时，其路面初期雨水若直接排放，将对水体造成严重污染。同时，在各类化学危险品运输途中，若发生突发事故，则产生的泄漏经由路面漫流和雨水冲刷进入水体，对水环境危害极大，甚至影响居民饮水安全。

2 设计背景

合肥市某道路项目贯穿大房郢水库上游地区，基本位于大房郢水库二级水源保护地或准保护地范围内。

根据《合肥市城市饮用水水源保护条例》，在饮用水水源二级保护区内，禁止下列行为：新建、改建、扩建排放污染物的建设项目；设置畜禽养殖场；堆放废弃物，设置有害化学物品的仓库或者堆栈；施用对人体有害的鱼药和高毒、高残留农药；法律、法规规定的其他污染水质的行为。已建成的有排放污染物的建设项目，由市、县区人民政府责令拆除或者关闭。三级保护区内不得新建、扩建和改建化工、造纸、制药、制革、印染、电镀、冶金及其他对水质有严重污染的建设项目。建设其他项目，必须严格遵循有关法律、法规的规定。

考虑此项目位于二级水源保护区范围内，为了有效控制道路路面产生的雨水径流中所含污染物对水库造成的污染，需将初期雨水产生的径流进行收集、处理，而后期比较干净的雨水可直接排放至水库。

同时，为了防止在水源保护区路段因下雨时发生车祸而造成大量油品、有毒化学品泄漏流入水源保护区，本项目设置突发事故应急池（与初期雨水沉淀池共用），用以截留突发事故时有毒有害物质，以最大程度保护居民饮用水的安全。

3、设计标准

3.1初期雨水调蓄池容积计算

依据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2014版），第4.14.4A条规定，用于分流制排水系统径流污染控制时，雨水调蓄池的有效容积，可按下式计算：

V=10DFψβ

其中，V为调蓄池有效容积（m3）；

D为调蓄量（mm），按降雨量计，可取4mm～8mm；根据条文说明，调蓄量D在6mm～8mm左右可控制约60%～80%的污染量，1h雨量达到12.7mm的降雨能冲刷掉90%以上的地表污染物。

β为安全系数，可取1.1～1.5。

3.2事故应急池容积计算

依据GB50483-2009《化工建设项目环境保护设计规范》，事故应急池容积可按下式进行计算：

V事故池=（V1+V2+V雨）max-V3

其中，（V1+V2+V雨）max代表应急事故废水最大计算量，m3；

①V1代表最大一个容量的设备（装置）或储罐的物料储存量，m3；

依据《道路危险货物运输管理规定》（中华人民共和国交通部令2005年第9号），第八条第7点规定：“罐式专用车辆的罐体应当经质量检验部门检验合格。运输爆炸、强腐蚀性危险货物的罐式专用车辆的罐体容积不得超过20立方m，运输剧毒危险货物的罐式专用车辆的罐体容积不得超过10立方m，但罐式集装箱除外”。本项目取V1=20 m3；

②V2代表发生火灾爆炸及泄漏的最大消防用水量，m3；

V2=q消×t消

其中，最大消防用水量q消取15L/s，事故设计消防时间t消取2h；（GB50016-2006、GB50160-2008规定为2-6h），则V2=15×2×3600/1000=108 m3；

③V雨代表发生事故时可能进入收集系统的最大降雨量，m3；

V雨= ψFq t消

④V3代表事故废水收集系统的装置或罐区围堰、防火堤内净空容量与事故废水导排管道容量之和，m3；

4 雨水处理站

为防止初期雨水和事故时泄漏的有毒有害物体污染现状水体，本项目市政段道路结合地形地势、现状水系及出水口位置，分段设置雨水处理站。雨水处理站在设计时，同时考虑初期雨水和事故应急池调蓄容积，即可用于初期雨水沉淀，又能蓄纳一次事故污染物容量，避免对水体的直接污染。

4.1方案介绍

雨水处理站采用封闭型式，由进水井、初期雨水调蓄池、出水井及控制闸门等组成。进水井与初期雨水调蓄池间通过配水孔连接，配水孔上设置自动控制装置；正常情况下，初期雨水经进水井、配水孔排入初期雨水调蓄池，经过调蓄池调蓄，初雨通过d200泄水管排至污水管道（放空时间不超过12小时）。当调蓄池水位达到设计水位时，自动控制装置关闭配水孔，后期干净雨水直接通过出水井排入自然沟塘。当出现突发事故时，管理单位通过远程遥控将出水闸门和泄水管出水闸门关闭，整个处理站作为事故应急池使用，蓄纳事故污染物。同时派出事故处理人员到达现场，抽吸应急池内储存的污染物并及时运往有相应危废处理资质的单位进行回收处理，要求事故处理时间必须小于2h。

4.2雨水处理站工艺设计

雨水处理站由进水井、初期雨水调蓄池、出水井及控制闸门等组成。

雨水处理站平面图

雨水处理站剖面图1

雨水处理站剖面图2

正常情况下，出水井和泄水管闸门处于常开状态。下雨时，截流的初期雨水经配水孔汇入初期雨水调蓄池，并通过泄水管排入污水系统；由于配水孔进水量远大于泄水管出水量，调蓄池中水位上涨，当达到设计水位时，自动控制装置关闭配水孔闸门，后期干净雨水由进水井直接排至出水井，通过出水管排入现状沟塘。雨停后，自动控制装置自动打开配水孔闸门。进水井中残留少量雨水通过配水孔、调蓄池排入污水系统。

当突发事故时，管理单位通过控制中心，对出水井和泄水管闸门进行远程遥控关闭操作，切断与水系、污水管的联系。有毒有害物质可储存于池中，待事故处理人员进行外运处置。设计时，考虑最不利情况，即雨天调蓄池满池情况下（配水孔关闭），发生突发事故，则可利用出水井中的溢流孔，溢流至调蓄池中，通过初期雨水调蓄水位上的事故调蓄容积对有毒有害物质进行储存，防止外溢。

4.3其他设计

由于雨水处理站位于道路红线外，且无值班管理，为防止乱堆杂物及盗窃等现象，沿雨水处理站外围设置一圈钢丝网围墙，并设置钢丝网大门，长期上锁。大门处设置6m宽道路延伸至道路红线，作为雨水处理站进出站道路，以便清理及检修车辆进出。

4.4雨水处理站日常管理及维护

（1）为应对突发情况，管理单位应设置控制中心，远程监控雨水处理站出水闸门和泄水管出水闸门

（2）沿道路设置全线监控和明显标识牌（标注控制中心联系电话），以便突发事故时能及时发现以及事故车辆司机能及时联系控制中心。

（3）设置标识牌，禁止装载有毒、有害物品的车辆及漏油车辆进入水源保护区路段行驶。

（4）管理单位应加强雨水处理站的后期管养，定期清洗、管理和养护，定期清除进出水井、调蓄池及集水坑中的沉淀物，并加强事故时的应急工作。

5 结语

随着政府对环境保护的日益重视，市政道路初期雨水污染问题也将日益突出。通过设置初期雨水调蓄池和事故应急池，既能有效减少初期雨水对水质的破坏，又能防止有毒有害物品对水源地的污染，同时，经过调蓄后的初期雨水也不会大量增加下游污水系统的负荷。但此系统需要定期清理及养护，后期管养尤为重要。

参考文献

[1] GB50014-2006（2014版），室外排水设计规范

[2] GB50483-2009，化工建设项目环境保护设计规范