水源保護(hù)區(qū)事故沉淀池設(shè)計探討

李志遠(yuǎn)

（天津市市政工程設(shè)計研究院，天津市 300457）

1 概述

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，不可避免地會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，對于穿越水源保護(hù)區(qū)的道路排水工程問題更為突出。一方面，路面的初期雨水成分復(fù)雜，有較高的污染物負(fù)荷，若初期雨水直接排放，會對水體造成嚴(yán)重污染，因此須對初期雨水進(jìn)行控制[1]；另一方面，危險品運輸事故極易造成水源保護(hù)區(qū)等敏感目標(biāo)污染，是水源保護(hù)區(qū)環(huán)境風(fēng)險的主要來源[2]。因此有必要對水源保護(hù)區(qū)環(huán)保措施進(jìn)行探討設(shè)計。

根據(jù)《關(guān)于加強(qiáng)公路規(guī)劃和建設(shè)環(huán)境影響評價工作的通知》（環(huán)發(fā)〔2007〕184號）的要求，為防范危險化學(xué)品運輸帶來的環(huán)境風(fēng)險，對跨越飲用水水源二級保護(hù)區(qū)、準(zhǔn)保護(hù)區(qū)和二類以上水體的橋梁，在確保安全和技術(shù)可行的前提下，應(yīng)在橋梁上設(shè)置橋面徑流水收集系統(tǒng)，并在橋梁兩側(cè)設(shè)置沉淀池，對發(fā)生污染事故后的橋面徑流進(jìn)行處理，確保飲用水安全。

吉林某橋梁工程跨越松花江（二級水源保護(hù)區(qū)段），為防止橋面初期雨水及事故時廢水進(jìn)入水體造成環(huán)境污染，須采取相應(yīng)設(shè)計措施以避免初期雨水及事故廢水污染水體（見圖1）。

圖1 吉林某跨越松花江橋梁工程

2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

2.1 沉淀池容積計算

參照《化工建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)設(shè)計規(guī)范》（GB 50483—2009）第6.6條的規(guī)定，事故池可按下列公式計算：

其中，應(yīng)急事故廢水最大計算量為：

（1）最大一個容量的設(shè)備或貯罐物料量V1。

（2）在裝置區(qū)或貯罐區(qū)一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸時的消防用水量V2，包括撲滅火災(zāi)所需用水量和保護(hù)鄰近設(shè)備或貯罐（最少3個）的噴淋水量。

（3）當(dāng)?shù)氐淖畲蠼涤炅縑3。

其中，V1根據(jù)中華人民共和國交通運輸令2016年第36號文件《交通運輸部關(guān)于修改〈道路危險貨物運輸管理規(guī)定〉的決定》要求，罐式專用車輛的罐體應(yīng)當(dāng)經(jīng)質(zhì)量檢驗部門檢驗合格，且罐體載貨后總質(zhì)量與專用車輛核定載質(zhì)量相匹配。運輸爆炸品、強(qiáng)腐蝕性危險貨物的罐式專用車輛的罐體容積不得超過20 m3，運輸劇毒化學(xué)品的罐式專用車輛的罐體容積不得超過10 m3，但符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的罐式集裝箱除外。運輸劇毒化學(xué)品、爆炸品、強(qiáng)腐蝕性危險貨物的非罐式專用車輛，核定載質(zhì)量不得超過10 t，但符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱運輸專用車輛除外。本文設(shè)計取V1=20 m3。

V2參照《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014），消防水量取 15 L/s，事故設(shè)計消防時間取 2 h。故 V2=15×2×3.6=108（m3）。

V3為事故設(shè)計消防時間（t=2 h）的降雨量。故V3=Qt=qΨFt=77.516×0.9×3 300/104×2×3 600/103=165（m3）。

裝置或罐區(qū)圍堤內(nèi)凈空容量在本文項目中認(rèn)為不存在，取為0。

由于本文工程事故廢水管道較短，為安全起見，事故廢水管道容量取為0。

綜上所述，沉淀池容積為293 m3，設(shè)計取300 m3，長×寬×深=10 m×10 m×3 m。

2.2 初期雨水調(diào)蓄池容積計算

依據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范（2016年版）》（GB 50014—2006）計算，由于分流制排水系統(tǒng)污染控制時，雨水調(diào)蓄池的有效容積按下式計算：

式中：V為調(diào)蓄池有效容積，m3；D為調(diào)蓄量，mm，按降雨量計，一般為4～8 mm，設(shè)計取6 mm；F為匯水面積，hm2，取 0.33 hm2；Ψ 為徑流系數(shù)，取 0.9；β為安全系數(shù)，取 1.1～1.5。

故 V=10×6×0.33×0.9×1.3=23.166（m3），取24 m3。

3 池體設(shè)計

比較沉淀池容積遠(yuǎn)大于初期雨水調(diào)蓄池容積，取沉淀池作為保護(hù)水源地的主要措施，因此本文工程擬在立交段環(huán)島內(nèi)的橋梁兩側(cè)設(shè)置沉淀池，分別收集新建的兩個環(huán)形匝道事故廢水及初期雨水。

正常情況下，沉淀池主要收集橋面雨水，經(jīng)隔油沉淀后排入水體，可有效減輕初期雨水對水源地的污染，初期雨水通過附近市政污水管道排至下游污水處理廠；當(dāng)橋面發(fā)生危險品車輛泄漏事故時，可隨消防廢水一同排入沉淀池中儲存，后期經(jīng)有相應(yīng)危廢處理資質(zhì)的單位進(jìn)行處理。沉淀池平面圖及剖面圖如圖2、圖3所示。

圖2 沉淀池平面圖（單位：mm）

圖3 沉淀池A-A剖面圖（單位：mm）

工況運行流程如下：

（1）正常工況下，常開閥門A，常閉閥門B，橋面徑流收集日常雨水，雨水經(jīng)沉淀處理后溢流排至下游雨水管道。雨停后，打開閥門B，將初期雨水排至下游市政污水管道，清空后關(guān)閉閥門B。

（2）橋面發(fā)生事故時，應(yīng)急中心應(yīng)關(guān)閉閥門A和閥門B，切斷有毒有害物質(zhì)與水系的聯(lián)系，并及時抽吸沉淀池內(nèi)的污染物送往具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行處理，要求事故處理時間小于2 h。

4 結(jié) 語

跨越水源保護(hù)區(qū)的工程需考慮初期雨水污染及危險品運輸風(fēng)險對水體造成的影響。本文結(jié)合工程實例，采用設(shè)置事故沉淀池，同時收集初期雨水及事故應(yīng)急廢水。文中探討了事故沉淀池池容積計算方法及工況運行情況，以期在水源保護(hù)區(qū)工程項目中能起到一定的借鑒作用。